ES2732956T3 - Processing and control of fluids - Google Patents

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Abstract

Un sistema de control y procesamiento de fluidos (310) para controlar el flujo de fluido de una muestra de fluidos entre una pluralidad de cámaras (313), comprendiendo el sistema: una carcasa (312) que contiene la pluralidad de cámaras (313); un cuerpo de válvula (20) que incluye una única región principal de procesamiento de fluidos (30) acoplada de forma continua de manera fluida con una única región de desplazamiento de fluidos (50), pudiendo la región de desplazamiento de fluidos (50) despresurizarse para extraer el fluido en la región de desplazamiento de fluidos (50) y pudiendo presurizarse para expulsar el fluido desde la región de desplazamiento de fluidos (50), incluyendo el cuerpo de válvula (20) una pluralidad de puertos externos (42, 46), estando la región principal de procesamiento de fluidos (30) acoplada de manera fluida con al menos un puerto externo, estando la región de desplazamiento de fluidos (50) acoplada de manera fluida con al menos un puerto externo (42, 46) del cuerpo de válvula (20) y pudiendo el cuerpo de válvula (20) ajustarse de manera giratoria con respecto a la pluralidad de cámaras (313) para colocar al menos un puerto externo selectivamente en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras (313), en donde al menos una de la pluralidad de cámaras (313) es una cámara de procesamiento (314), incluyendo la cámara de procesamiento (314) un primer puerto (326) y un segundo puerto (327) para comunicarse selectivamente con al menos uno de los puertos externos (42, 46) del cuerpo de válvula (20), proporcionando la cámara de procesamiento (314) una región adicional de procesamiento de fluidos, conteniendo la cámara de procesamiento (314) un material de procesamiento de fluidos, que es un material de enriquecimiento que captura un objetivo de la muestra de fluidos o un material de agotamiento que atrapa material no deseado de la muestra de fluidos.A fluid control and processing system (310) for controlling the fluid flow of a fluid sample between a plurality of chambers (313), the system comprising: a housing (312) containing the plurality of chambers (313); a valve body (20) that includes a single main fluid processing region (30) continuously fluidly coupled with a single fluid displacement region (50), the fluid displacement region (50) being able to depressurize to extract the fluid in the fluid displacement region (50) and can be pressurized to expel the fluid from the fluid displacement region (50), including the valve body (20) a plurality of external ports (42, 46) , the main fluid processing region (30) being fluidly coupled with at least one external port, the fluid displacement region (50) being fluidly coupled with at least one external port (42, 46) of the body valve (20) and the valve body (20) being able to rotatably adjust with respect to the plurality of chambers (313) to place at least one external port selectively in fluid communication with the p lurality of cameras (313), wherein at least one of the plurality of cameras (313) is a processing chamber (314), including the processing chamber (314) a first port (326) and a second port (327) to selectively communicate with at least one of the external ports (42, 46) of the valve body (20), the processing chamber (314) providing an additional region of fluid processing, the processing chamber (314) containing a material fluid processing, which is an enrichment material that captures a target from the fluid sample or an exhaustion material that traps unwanted material from the fluid sample.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Procesamiento y control de fluidosProcessing and control of fluids

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

La presente invención se refiere generalmente a la manipulación de fluidos y, más particularmente, a un sistema y método para medir y distribuir fluidos para procesamiento y análisis.The present invention generally relates to the manipulation of fluids and, more particularly, to a system and method for measuring and distributing fluids for processing and analysis.

El análisis de fluidos, tales como los fluidos clínicos o ambientales, generalmente implica una serie de pasos de procesamiento, que pueden incluir el procesamiento químico, óptico, eléctrico, mecánico, térmico o acústico de las muestras de fluidos. Ya sea que se incorpore a un instrumento de sobremesa, un cartucho desechable o una combinación de los dos, tal procesamiento normalmente implica complejos conjuntos de fluidos y algoritmos de procesamiento.Fluid analysis, such as clinical or environmental fluids, generally involves a series of processing steps, which may include chemical, optical, electrical, mechanical, thermal or acoustic processing of fluid samples. Whether it is incorporated into a desktop instrument, a disposable cartridge or a combination of the two, such processing typically involves complex sets of fluids and processing algorithms.

Los sistemas convencionales para procesar muestras de fluidos emplean una serie de cámaras, cada una configurada para someter la muestra de fluidos a un paso de procesamiento específico. A medida que la muestra de fluidos fluye a través del sistema secuencialmente de una cámara a otra, la muestra de fluidos se somete a los pasos de procesamiento de acuerdo con un protocolo específico. Debido a que los diferentes protocolos requieren configuraciones diferentes, los sistemas convencionales que emplean tales disposiciones de procesamiento secuencial no son versátiles o fácilmente adaptables a diferentes protocolos.Conventional systems for processing fluid samples employ a series of chambers, each configured to subject the fluid sample to a specific processing step. As the fluid sample flows through the system sequentially from one chamber to another, the fluid sample is subjected to the processing steps according to a specific protocol. Because different protocols require different configurations, conventional systems that employ such sequential processing arrangements are not versatile or easily adaptable to different protocols.

El documento US 5.731.212 describe un dispositivo que comprende una cubeta que define al menos un conducto. Los reactivos que deben mezclarse con una muestra de fluidos introducidos en la misma se disponen dentro de los conductos. Una bomba neumática extrae la muestra de fluidos en los conductos para contactar y mezclar la muestra de fluidos con los diversos reactivos. Se procede a la mezcla moviendo la muestra de fluidos a través de una obstrucción en el conducto, cuya obstrucción causa un flujo turbulento en la muestra de fluidos. Un punto de la cubeta está dispuesto debajo de un detector usado para medir una característica de la muestra de fluidos.US 5,731,212 describes a device comprising a cuvette defining at least one conduit. Reagents that must be mixed with a sample of fluids introduced into it are placed inside the ducts. A pneumatic pump extracts the fluid sample in the ducts to contact and mix the fluid sample with the various reagents. Mixing is carried out by moving the fluid sample through an obstruction in the conduit, whose obstruction causes turbulent flow in the fluid sample. A point in the cuvette is arranged below a detector used to measure a characteristic of the fluid sample.

El documento US 4.726.237 describe un sistema de valor de transferencia, un método y un aparato que tiene una válvula de tres elementos. Un elemento central está intercalado entre los elementos exteriores delantero y trasero. El movimiento específico de estos elementos se describe con respecto a los otros elementos. En una posición de aspiración, dos segmentos de muestra están contenidos en serie dentro de la válvula.US 4,726,237 describes a transfer value system, a method and an apparatus having a three element valve. A central element is sandwiched between the front and rear exterior elements. The specific movement of these elements is described with respect to the other elements. In an aspiration position, two sample segments are contained in series within the valve.

El documento WO 02/18902 A1 describe sistemas de control y procesamiento de fluidos que facilitan el procesamiento de una muestra de fluidos de acuerdo con diferentes protocolos que usan el mismo aparato. Este documento está comprendido en el estado de la técnica solo en virtud del art. 54(3) EPC.WO 02/18902 A1 describes fluid control and processing systems that facilitate the processing of a sample of fluids according to different protocols using the same apparatus. This document is included in the state of the art only by virtue of art. 54 (3) EPC.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

La presente invención proporciona un aparato y un método para manipular fluidos, a modo de ejemplo, para determinar la presencia o ausencia de un analito en una muestra. En una realización específica, el aparato emplea una configuración de válvula giratoria que permite la comunicación de fluidos entre una región de procesamiento de fluidos selectivamente con una pluralidad de cámaras que incluyen, por ejemplo, una cámara de muestras, una cámara de desechos, una cámara de lavado, una cámara de lisis y una cámara de mezcla maestra o de reactivos. El flujo de fluido entre la región de procesamiento de fluidos y las cámaras se controla ajustando la posición de la válvula giratoria. De esta manera, la medición y la distribución de fluidos en el aparato se pueden variar dependiendo del protocolo específico. A diferencia de los dispositivos convencionales, el flujo de fluido ya no está limitado a un protocolo específico.The present invention provides an apparatus and method for handling fluids, by way of example, to determine the presence or absence of an analyte in a sample. In a specific embodiment, the apparatus employs a rotary valve configuration that allows fluid communication between a selectively fluid processing region with a plurality of chambers that include, for example, a sample chamber, a waste chamber, a chamber washing, a lysis chamber and a reagent or master mixing chamber. The fluid flow between the fluid processing region and the chambers is controlled by adjusting the position of the rotary valve. In this way, the measurement and distribution of fluids in the apparatus can be varied depending on the specific protocol. Unlike conventional devices, fluid flow is no longer limited to a specific protocol.

De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, un sistema de control y procesamiento de fluidos comprende una carcasa que tiene una pluralidad de cámaras y un cuerpo de válvula que incluye una primera región de procesamiento de fluidos acoplada de forma continua de manera fluida con una región de desplazamiento de fluidos. La región de desplazamiento de fluidos se puede despresurizar para extraer el fluido en la región de desplazamiento de fluidos y se puede presurizar para expulsar el fluido desde la región de desplazamiento de fluidos. El cuerpo de válvula incluye una pluralidad de puertos externos. La primera región de procesamiento de fluidos está acoplada de manera fluida con al menos dos de los puertos externos. La región de desplazamiento de fluidos está acoplada de manera fluida con al menos uno de los puertos externos del cuerpo de válvula. El cuerpo de válvula se puede ajustar con respecto a la carcasa para permitir que los puertos externos se coloquen selectivamente en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras. Al menos una de la pluralidad de cámaras es una cámara de procesamiento que incluye un primer puerto y un segundo puerto para comunicarse selectivamente con al menos uno de los puertos externos del cuerpo de válvula. La cámara de procesamiento proporciona una región adicional de procesamiento de fluidos.According to one aspect of the present description, a fluid control and processing system comprises a housing having a plurality of chambers and a valve body that includes a first fluid processing region continuously coupled fluidly with a region of fluid displacement. The fluid displacement region can be depressurized to extract the fluid in the fluid displacement region and can be pressurized to expel the fluid from the fluid displacement region. The valve body includes a plurality of external ports. The first fluid processing region is fluidly coupled with at least two of the external ports. The fluid displacement region is fluidly coupled with at least one of the external ports of the valve body. The valve body can be adjusted with respect to the housing to allow external ports to be selectively placed in fluid communication with the plurality of chambers. At least one of the plurality of chambers is a processing chamber that includes a first port and a second port to selectively communicate with at least one of the external ports of the valve body. The processing chamber provides an additional region of fluid processing.

En algunas realizaciones, al menos una de las regiones de procesamiento de fluidos en el cuerpo de válvula o en la cámara de procesamiento contiene un material de procesamiento de fluidos que es un material de enriquecimiento o un material de agotamiento. El material de procesamiento de fluidos puede comprender al menos un material en fase sólida. El material en fase sólida puede comprender al menos uno de perlas, fibras, membranas, papel de filtro, lana de vidrio, polímeros y geles. El material de procesamiento de fluidos puede comprender un filtro y perlas, o al menos dos tipos de perlas. En unas realizaciones específicas, se usa un único tipo de perlas para realizar al menos dos funciones diferentes que se seleccionan del grupo que consiste en captura de células, lisis celular, unión de analito y unión de material no deseado. En algunas realizaciones, la cámara de procesamiento incluye un área de recepción para recibir un módulo de procesamiento que contiene un material de enriquecimiento o un material de agotamiento. En una realización específica, al menos una de las cámaras es una cámara de reactivos que contiene reactivos secos o liofilizados.In some embodiments, at least one of the fluid processing regions in the valve body or in the processing chamber contains a fluid processing material that is an enrichment material or a material of exhaustion. The fluid processing material may comprise at least one solid phase material. The solid phase material may comprise at least one of pearls, fibers, membranes, filter paper, glass wool, polymers and gels. The fluid processing material may comprise a filter and beads, or at least two types of beads. In specific embodiments, a single type of beads is used to perform at least two different functions that are selected from the group consisting of cell capture, cell lysis, analyte binding and unwanted material binding. In some embodiments, the processing chamber includes a reception area to receive a processing module containing an enrichment material or an exhaustion material. In a specific embodiment, at least one of the chambers is a reagent chamber containing dry or lyophilized reagents.

En algunas realizaciones, el material de procesamiento de fluidos comprende al menos un material en fase líquida, tal como ficol, dextrano, polietilenglicol y sacarosa. El material de procesamiento de fluidos está contenido en la región de procesamiento de fluidos por una o más fritas. En una realización específica, los puertos externos están dispuestos en una superficie de puerto externo generalmente plana del cuerpo de válvula.In some embodiments, the fluid processing material comprises at least one liquid phase material, such as ficol, dextran, polyethylene glycol and sucrose. The fluid processing material is contained in the fluid processing region by one or more frits. In a specific embodiment, the external ports are arranged on a generally flat external port surface of the valve body.

De acuerdo con otro aspecto de la descripción, un sistema de control y procesamiento de fluidos comprende una carcasa que tiene una pluralidad de cámaras y al menos un canal de separación (p. ej., para realizar electroforesis capilar o enfoque isoeléctrico) y un cuerpo de válvula que incluye una región de procesamiento de fluidos acoplada de forma continua de manera fluida con una región de desplazamiento de fluidos. La región de desplazamiento de fluidos se puede despresurizar para extraer el fluido en la región de desplazamiento de fluidos y se puede presurizar para expulsar el fluido desde la región de desplazamiento de fluidos. El cuerpo de válvula incluye al menos un puerto externo, la región de procesamiento de fluidos está acoplada de manera fluida con el al menos un puerto externo y la región de desplazamiento de fluidos está acoplada de manera fluida con al menos un puerto externo del cuerpo de válvula. El cuerpo de válvula se puede ajustar con respecto a la carcasa para permitir que el al menos un puerto externo se coloque selectivamente en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras y con el al menos un canal de separación.According to another aspect of the description, a fluid control and processing system comprises a housing having a plurality of chambers and at least one separation channel (e.g., for performing capillary electrophoresis or isoelectric focusing) and a body Valve that includes a fluid processing region continuously coupled fluidly with a fluid displacement region. The fluid displacement region can be depressurized to extract the fluid in the fluid displacement region and can be pressurized to expel the fluid from the fluid displacement region. The valve body includes at least one external port, the fluid processing region is fluidly coupled with the at least one external port and the fluid displacement region is fluidly coupled with at least one external port of the body of valve. The valve body can be adjusted with respect to the housing to allow the at least one external port to be selectively placed in fluid communication with the plurality of chambers and with the at least one separation channel.

En algunas realizaciones, una pluralidad de electrodos se acoplan a la carcasa para aplicar un campo eléctrico a través de al menos una parte del canal de separación. Los electrodos comprenden preferiblemente un par de tubos metálicos en los dos extremos opuestos del canal de separación. Se proporcionan depósitos en ambos extremos del canal de separación y se proporciona un puerto de depósito en uno de los depósitos para comunicarse con el al menos un puerto externo del cuerpo de válvula.In some embodiments, a plurality of electrodes are coupled to the housing to apply an electric field through at least a portion of the separation channel. The electrodes preferably comprise a pair of metal tubes at the two opposite ends of the separation channel. Deposits are provided at both ends of the separation channel and a deposit port is provided in one of the tanks to communicate with the at least one external port of the valve body.

Otro aspecto de la presente invención se dirige a un método para controlar el flujo de fluido entre una válvula, una pluralidad de cámaras y al menos un canal de separación, en donde la válvula incluye al menos un puerto externo y una región de desplazamiento de fluidos acoplada de forma continua de manera fluida con una región de procesamiento de fluidos que está acoplada de manera fluida con el al menos un puerto externo. El método comprende ajustar la válvula con respecto a la pluralidad de cámaras y el al menos un canal de separación para colocar el al menos un puerto externo selectivamente en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras y el al menos un canal de separación.Another aspect of the present invention is directed to a method for controlling the flow of fluid between a valve, a plurality of chambers and at least one separation channel, wherein the valve includes at least one external port and a fluid displacement region. continuously coupled fluidly with a fluid processing region that is fluidly coupled with the at least one external port. The method comprises adjusting the valve with respect to the plurality of chambers and the at least one separation channel to place the at least one external port selectively in fluid communication with the plurality of chambers and the at least one separation channel.

En algunas realizaciones, un campo eléctrico se aplica a través de al menos una parte del canal de separación. El método puede comprender la detección ópticamente de bandas de especies en el canal de separación.In some embodiments, an electric field is applied through at least a part of the separation channel. The method may comprise optically detecting bands of species in the separation channel.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, un sistema de control y procesamiento de fluidos comprende una carcasa que tiene una pluralidad de cámaras y un cuerpo de válvula que incluye una región de procesamiento de fluidos acoplada de forma continua de manera fluida con una región de desplazamiento de fluidos. La región de desplazamiento de fluidos se puede despresurizar para extraer el fluido en la región de desplazamiento de fluidos y se puede presurizar para expulsar el fluido desde la región de desplazamiento de fluidos. El cuerpo de válvula incluye un puerto externo. La región de procesamiento de fluidos está acoplada de manera fluida con el puerto externo. La región de desplazamiento de fluidos está acoplada de manera fluida con el puerto externo del cuerpo de válvula. El cuerpo de válvula se puede ajustar con respecto a la carcasa para permitir que el puerto externo se coloque selectivamente en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras.According to another aspect of the invention, a fluid control and processing system comprises a housing having a plurality of chambers and a valve body that includes a fluid processing region continuously coupled fluidly with a region of fluid displacement. The fluid displacement region can be depressurized to extract the fluid in the fluid displacement region and can be pressurized to expel the fluid from the fluid displacement region. The valve body includes an external port. The fluid processing region is fluidly coupled with the external port. The fluid displacement region is fluidly coupled with the external port of the valve body. The valve body can be adjusted with respect to the housing to allow the external port to be selectively placed in fluid communication with the plurality of chambers.

En algunas realizaciones, el cuerpo de válvula se puede ajustar con respecto a la carcasa para cerrar el puerto externo, de modo que la región de desplazamiento de fluidos y la región de procesamiento de fluidos estén aisladas de manera fluida de las cámaras. Al menos una de las cámaras y la región de procesamiento de fluidos pueden contener un material de enriquecimiento o un material de agotamiento. La región de desplazamiento de fluidos se puede despresurizar al aumentar el volumen y se puede presurizar al disminuir el volumen. Un miembro de desplazamiento de fluidos está dispuesto en la región de desplazamiento de fluidos y es móvil para ajustar el volumen de la región de desplazamiento de fluidos. Un miembro transmisor de energía está acoplado operativamente con la región de procesamiento de fluidos para transmitir energía a la misma para procesar el fluido contenido en ella.In some embodiments, the valve body may be adjusted with respect to the housing to close the external port, so that the fluid displacement region and the fluid processing region are fluidly isolated from the chambers. At least one of the chambers and the fluid processing region may contain an enrichment material or an exhaustion material. The fluid displacement region can be depressurized by increasing the volume and can be pressurized by decreasing the volume. A fluid displacement member is disposed in the fluid displacement region and is mobile to adjust the volume of the fluid displacement region. An energy transmitting member is operatively coupled with the fluid processing region to transmit energy thereto to process the fluid contained therein.

En realizaciones específicas, el cuerpo de válvula incluye un canal de cruce. In specific embodiments, the valve body includes a crossover channel.

El cuerpo de válvula se puede ajustar con respecto a la carcasa para colocar el canal de cruce en comunicación de fluidos con una cámara de aspiración y una cámara de origen para permitir la aspiración de un fluido desde la cámara de origen a través del canal de cruce a la cámara de aspiración. El cuerpo es de manera giratoria ajustable alrededor de un eje. El al menos un puerto externo está dispuesto dentro de un rango de radios de puerto externo desde el eje y el canal de cruce está dispuesto dentro de un rango de radios de canal de cruce desde el eje. El rango de radios de puerto externo y el rango de radios de canal de cruce no se superponen. El canal de cruce puede ser un arco circular que se tiende sobre un radio de canal de cruce común desde el eje.The valve body can be adjusted with respect to the housing to place the crossover channel in fluid communication with an aspiration chamber and a source chamber to allow aspiration of a fluid from the source chamber through the crossover channel to the suction chamber. The body is rotatably adjustable around an axis. The at least one external port is disposed within a range of external port radii from the axis and the crossover channel is disposed within a range of crossover channel radii from the axis. The range of external port radios and the range of crossing channel radios do not overlap. The crossing channel can be a circular arc that extends over a common crossing channel radius from the axis.

De acuerdo con otro aspecto de la presente descripción, un sistema de control y procesamiento de fluidos para controlar el flujo de fluido entre una pluralidad de cámaras comprende un cuerpo que incluye una región de procesamiento de fluidos acoplada de forma continua de manera fluida con una región de desplazamiento de fluidos.In accordance with another aspect of the present description, a fluid control and processing system for controlling fluid flow between a plurality of chambers comprises a body that includes a fluid processing region continuously coupled fluidly with a region of fluid displacement.

La región de desplazamiento de fluidos se puede despresurizar para extraer el fluido en la región de desplazamiento de fluidos y se puede presurizar para expulsar el fluido desde la región de desplazamiento de fluidos, incluyendo el cuerpo al menos un puerto externo. La región de procesamiento de fluidos está acoplada de manera fluida con el al menos un puerto externo. La región de desplazamiento de fluidos está acoplada de manera fluida con al menos un puerto externo del cuerpo de válvula. El cuerpo se puede ajustar de manera giratoria y con respecto a la pluralidad de cámaras para colocar el al menos un puerto externo selectivamente en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras.The fluid displacement region can be depressurized to extract the fluid in the fluid displacement region and can be pressurized to expel the fluid from the fluid displacement region, including the body at least one external port. The fluid processing region is fluidly coupled with the at least one external port. The fluid displacement region is fluidly coupled with at least one external port of the valve body. The body can be rotatably adjusted and with respect to the plurality of chambers to place the at least one external port selectively in fluid communication with the plurality of chambers.

Los sistemas de la invención se definen en las reivindicaciones 1 y 18. Los métodos de la invención se definen en las reivindicaciones 23 y 24. Las características preferidas de los sistemas y métodos se definen en las reivindicaciones dependientes.The systems of the invention are defined in claims 1 and 18. The methods of the invention are defined in claims 23 and 24. Preferred features of the systems and methods are defined in the dependent claims.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La Fig. 1 es una vista en perspectiva del sistema de control y procesamiento de fluidos de acuerdo con una realización de la presente descripción;Fig. 1 is a perspective view of the fluid control and processing system according to an embodiment of the present description;

La Fig. 2 es otra vista en perspectiva del sistema de la Fig. 1;Fig. 2 is another perspective view of the system of Fig. 1;

La Fig. 3 es una vista en despiece del sistema de la Fig. 1;Fig. 3 is an exploded view of the system of Fig. 1;

La Fig. 4 es una vista en despiece del sistema de la Fig. 2;Fig. 4 is an exploded view of the system of Fig. 2;

La Fig. 5 es una vista en alzado de un aparato de control de fluidos y una junta en el sistema de la Fig. 1;Fig. 5 is an elevation view of a fluid control apparatus and a joint in the system of Fig. 1;

La Fig. 6 es una vista en planta desde abajo del aparato de control de fluidos y la junta de la Fig. 5;Fig. 6 is a bottom plan view of the fluid control apparatus and the seal of Fig. 5;

La Fig. 7 es una vista en planta desde arriba del aparato de control de fluidos y la junta de la Fig. 5;Fig. 7 is a top plan view of the fluid control apparatus and the seal of Fig. 5;

La Fig. 8 es una vista en sección transversal del aparato de control de fluidos giratorio de la Fig. 7 a lo largo de 8­ 8;Fig. 8 is a cross-sectional view of the rotary fluid control apparatus of Fig. 7 along 8 8;

Las Fig. 9A-9LL son vistas en planta desde arriba y vistas en sección transversal que ilustran un protocolo específico para controlar y procesar el fluido usando el sistema de control y procesamiento de fluidos de la Fig. 1;Fig. 9A-9LL are plan views from above and cross-sectional views illustrating a specific protocol for controlling and processing the fluid using the fluid control and processing system of Fig. 1;

La Fig. 10 es una vista en perspectiva en despiece del sistema de control y procesamiento de fluidos de acuerdo con otra realización de la presente descripción;Fig. 10 is an exploded perspective view of the fluid control and processing system according to another embodiment of the present description;

La Fig. 11 es una vista en sección transversal de un aparato de control de fluidos en el sistema de la Fig. 10;Fig. 11 is a cross-sectional view of a fluid control apparatus in the system of Fig. 10;

Las Fig. 12A-12N son vistas en planta que ilustran un protocolo específico para controlar y procesar el fluido usando el sistema de control y procesamiento de fluidos de la Fig. 10;Fig. 12A-12N are plan views illustrating a specific protocol for controlling and processing the fluid using the fluid control and processing system of Fig. 10;

La Fig. 13 es una vista en sección transversal de una cámara de paredes blandas;Fig. 13 is a cross-sectional view of a soft-walled chamber;

La Fig. 14 es una vista en sección transversal de un conjunto de pistón;Fig. 14 is a cross-sectional view of a piston assembly;

La Fig. 15 es una vista en sección transversal de una cámara de filtración lateral;Fig. 15 is a cross-sectional view of a lateral filtration chamber;

La Fig. 16 es una vista en planta desde arriba de un sistema de control y procesamiento de fluidos que incluye una cámara de procesamiento de acuerdo con una realización de la presente invención;Fig. 16 is a top plan view of a fluid control and processing system that includes a processing chamber in accordance with an embodiment of the present invention;

La Fig. 17 es una vista en perspectiva de la cámara de procesamiento de la Fig. 16;Fig. 17 is a perspective view of the processing chamber of Fig. 16;

La Fig. 18 es una vista en sección, parcialmente recortada, del sistema de control y procesamiento de fluidos de la Fig. 16;Fig. 18 is a partially cutaway sectional view of the fluid control and processing system of Fig. 16;

La Fig. 19 es una vista en perspectiva en sección de la cámara de procesamiento de la Fig. 16;Fig. 19 is a sectional perspective view of the processing chamber of Fig. 16;

La Fig. 20 es una vista en perspectiva de un miembro de retención de la cámara de procesamiento de la Fig. 16;Fig. 20 is a perspective view of a retention member of the processing chamber of Fig. 16;

La Fig. 21 es una vista en alzado del miembro de retención de la Fig. 20;Fig. 21 is an elevation view of the retention member of Fig. 20;

La Fig. 22 es una vista en planta desde arriba del miembro de retención de la Fig. 20;Fig. 22 is a top plan view of the retaining member of Fig. 20;

La Fig. 23 es una vista en sección transversal del miembro de retención a lo largo de 23-23 de la Fig. 22; La Fig. 24 es una vista en sección de un sistema de control y procesamiento de fluidos que incluye un canal de separación de acuerdo con otra realización de la presente invención;Fig. 23 is a cross-sectional view of the retention member along 23-23 of Fig. 22; Fig. 24 is a sectional view of a fluid control and processing system that includes a separation channel according to another embodiment of the present invention;

La Fig. 25 es una vista en sección transversal de un aparato de control de fluidos en un sistema de control y procesamiento de fluidos de acuerdo con otra realización de la presente invención; yFig. 25 is a cross-sectional view of a fluid control apparatus in a fluid control and processing system according to another embodiment of the present invention; Y

Las Fig. 26A-26EE son vistas en planta desde arriba y vistas en sección transversal que ilustran un protocolo específico para controlar y procesar fluidos usando el sistema de control y procesamiento de fluidos de la Fig. 25.Fig. 26A-26EE are plan views from above and cross-sectional views illustrating a specific protocol for controlling and processing fluids using the fluid control and processing system of Fig. 25.

Descripción de las realizaciones específicasDescription of specific embodiments

Las Fig. 1-4 muestran un sistema de control y procesamiento de fluidos 10 que incluye una carcasa 12 que tiene una pluralidad de cámaras 13. La Fig. 1 muestra las cámaras 13 expuestas con fines ilustrativos. Normalmente, se proporcionará una cubierta superior para encerrar las cámaras 13. Como se ve mejor en las Fig. 3 y 4, un dispositivo de control de fluidos 16 y un recipiente de reacción 18 están conectados a diferentes partes de la carcasa 12. El dispositivo de control de fluidos en la realización mostrada es una válvula de control de fluidos giratoria 16. La válvula 16 incluye un cuerpo de válvula 20 que tiene una parte de disco 22 y una parte tubular 24. La parte de disco 22 tiene una superficie de puerto externo generalmente plana 23, como se ve mejor en la Fig. 3. La válvula 16 puede girar con respecto a la carcasa 12. La carcasa 12 incluye una pluralidad de puertos de cámara 25 orientados hacia la superficie del puerto externo 23 de la parte de disco 22 de la válvula 16 (Fig. 4) para permitir la comunicación de fluidos entre las cámaras 13 y la válvula 16. Un sello o junta opcional 26 está dispuesto entre la parte de disco 22 y la carcasa 12. La parte de disco 22 incluye, además, un filtro o una pila de filtros 27 y una cubierta exterior 28 y una periferia dentada 29. La cubierta 28 puede ser una funda rígida o una película flexible.Figs. 1-4 show a fluid control and processing system 10 that includes a housing 12 having a plurality of cameras 13. Fig. 1 shows the exposed cameras 13 for illustrative purposes. Normally, an upper cover will be provided to enclose the chambers 13. As best seen in Figs. 3 and 4, a fluid control device 16 and a reaction vessel 18 are connected to different parts of the housing 12. The device of fluid control in the embodiment shown is a rotary fluid control valve 16. The valve 16 includes a valve body 20 having a disk part 22 and a tubular part 24. The disk part 22 has a port surface generally flat external 23, as best seen in Fig. 3. The valve 16 can rotate with respect to the housing 12. The housing 12 includes a plurality of chamber ports 25 oriented towards the surface of the external port 23 of the part of disk 22 of the valve 16 (Fig. 4) to allow fluid communication between the chambers 13 and the valve 16. An optional seal or seal 26 is disposed between the disk part 22 and the housing 12. The disk part 22 in It also includes a filter or a stack of filters 27 and an outer cover 28 and a toothed periphery 29. The cover 28 can be a rigid sheath or a flexible film.

Como se ve mejor en la Fig. 4, la parte de disco 22 incluye una región de procesamiento de fluidos 30. Como se usa en el presente documento, la expresión "región de procesamiento de fluidos" se refiere a una región en la que un fluido está sujeto a procesamiento, que incluye, sin limitación, el procesamiento químico, óptico, eléctrico, mecánico, térmico o acústico. Por ejemplo, el procesamiento químico puede incluir un catalizador; el procesamiento óptico puede incluir activación UV; el procesamiento eléctrico puede incluir electroporación o electroforesis o enfoque isoeléctrico; el procesamiento mecánico puede incluir mezcla, filtrado, presurización y rotura celular; el procesamiento térmico puede incluir calentamiento o enfriamiento; y el procesamiento acústico puede incluir el uso de ultrasonido. La región de procesamiento de fluidos puede incluir un miembro activo, tal como el filtro 27, para facilitar el procesamiento del fluido. Los ejemplos de miembros activos incluyen un microchip de fluidos, un material en fase sólida, un filtro o una pila de filtros, una matriz de afinidad, una matriz de separación magnética, una columna de exclusión de tamaño, un tubo capilar o similares. Los materiales en fase sólida adecuados incluyen, sin limitación, perlas, fibras, membranas, papel de filtro, papel de lisis impregnado con un agente de lisis, lana de vidrio, polímeros o geles. En una realización específica, la región de procesamiento de fluidos se usa para preparar una muestra para procesamiento, además, a modo de ejemplo, en el recipiente de reacción 18.As best seen in Fig. 4, the disk part 22 includes a fluid processing region 30. As used herein, the term "fluid processing region" refers to a region in which a fluid is subject to processing, which includes, without limitation, chemical, optical, electrical, mechanical, thermal or acoustic processing. For example, chemical processing may include a catalyst; optical processing may include UV activation; electrical processing may include electroporation or electrophoresis or isoelectric focusing; mechanical processing may include mixing, filtering, pressurization and cell breakage; thermal processing may include heating or cooling; and acoustic processing may include the use of ultrasound. The fluid processing region may include an active member, such as filter 27, to facilitate fluid processing. Examples of active members include a fluid microchip, a solid phase material, a filter or a stack of filters, an affinity matrix, a magnetic separation matrix, a size exclusion column, a capillary tube or the like. Suitable solid phase materials include, without limitation, beads, fibers, membranes, filter paper, lysis paper impregnated with a lysis agent, glass wool, polymers or gels. In a specific embodiment, the fluid processing region is used to prepare a sample for processing, in addition, by way of example, in the reaction vessel 18.

Como se muestra en las Fig. 5-8, la cubierta exterior 28 encierra la región de procesamiento de fluidos 30 y el extremo inferior de la parte de disco 22 de la válvula 16. En la Fig. 8, la región de procesamiento 30 incluye un primer puerto de procesamiento de fluidos 32 acoplado a un primer canal de procesamiento de fluidos 34 y un segundo puerto de procesamiento de fluidos 36 acoplado a un segundo canal de procesamiento de fluidos 38. El primer canal de procesamiento de fluidos 34 está acoplado a un primer conducto externo 40 que termina en un primer puerto externo 42 en la superficie del puerto externo 23, mientras que el segundo canal de procesamiento de fluidos 38 está acoplado a un segundo conducto externo 44 que termina en un segundo puerto externo 46 en la superficie del puerto externo 23. Un canal de desplazamiento de fluidos 48 está acoplado al primer canal de procesamiento de fluidos 34 y al primer conducto 40 cerca de un extremo y a una región de desplazamiento de fluidos 50 en el otro extremo. El primer conducto externo 40 sirve como un conducto común para permitir la comunicación de fluidos entre el primer puerto externo 42 y cualquiera o ambos del primer canal de procesamiento de fluidos 34 y el canal de desplazamiento de fluidos 48. La región de procesamiento 30 está en comunicación de fluidos continua con la región de desplazamiento de fluidos 50.As shown in Figs. 5-8, the outer shell 28 encloses the fluid processing region 30 and the lower end of the disc portion 22 of the valve 16. In Fig. 8, the processing region 30 includes a first fluid processing port 32 coupled to a first fluid processing channel 34 and a second fluid processing port 36 coupled to a second fluid processing channel 38. The first fluid processing channel 34 is coupled to a first external conduit 40 terminating at a first external port 42 on the surface of the external port 23, while the second fluid processing channel 38 is coupled to a second external conduit 44 terminating at a second external port 46 on the surface of the external port 23. A fluid displacement channel 48 is coupled to the first fluid processing channel 34 and the first conduit 40 near one end and to a fluid displacement region gone 50 on the other end. The first external conduit 40 serves as a common conduit to allow fluid communication between the first external port 42 and either or both of the first fluid processing channel 34 and the fluid displacement channel 48. The processing region 30 is in Continuous fluid communication with the fluid displacement region 50.

Como se muestra en las Fig. 6-8, los puertos externos 42, 46 están espaciados angularmente entre sí con respecto al eje 52 de la válvula 16 en aproximadamente 180 °. Los puertos externos 42, 46 están espaciados radialmente por la misma distancia desde el eje 52. El eje 52 es perpendicular a la superficie del puerto externo 23. En otra realización, el espaciado angular entre los puertos externos 42, 46 puede ser diferente. La configuración de los canales en la parte de disco 22 también puede ser diferente en otra realización. Por ejemplo, el primer canal de procesamiento de fluidos 34 y el primer conducto externo 40 pueden estar inclinados y acoplados directamente con la región de desplazamiento de fluidos 50, eliminando así el canal de desplazamiento de fluidos 48. El segundo canal de desplazamiento de fluidos 38 también puede estar inclinado y extenderse entre el segundo puerto de procesamiento de fluidos 36 y el segundo puerto externo 46 a través de una línea recta, eliminando así el segundo conducto externo 44. Adicionalmente, se pueden proporcionar más canales y puertos externos en la válvula 16. Como se ve mejor en la Fig. 3, un canal o ranura de cruce 56 está provisto de manera deseable en la superficie del puerto externo 23. La ranura 56 está curvada y de manera deseable está espaciada desde el eje 52 por un radio constante. En una realización, la ranura 56 es un arco circular que se tiende sobre un radio común desde el eje 52. Como se explica con más detalle a continuación, la ranura 56 se usa para llenar el recipiente.As shown in Figs. 6-8, external ports 42, 46 are angularly spaced from each other with respect to axis 52 of valve 16 at approximately 180 °. The external ports 42, 46 are radially spaced by the same distance from the axis 52. The axis 52 is perpendicular to the surface of the external port 23. In another embodiment, the angular spacing between the external ports 42, 46 may be different. The configuration of the channels in the disk part 22 may also be different in another embodiment. For example, the first fluid processing channel 34 and the first external conduit 40 may be inclined and coupled directly with the fluid displacement region 50, thereby eliminating the fluid displacement channel 48. The second fluid displacement channel 38 it can also be inclined and extend between the second fluid processing port 36 and the second external port 46 through a straight line, thereby eliminating the second external conduit 44. Additionally, more external channels and ports can be provided in the valve 16 As best seen in Fig. 3, a crossing channel or slot 56 is desirably provided on the surface of the external port 23. The slot 56 is curved and desirably spaced from the axis 52 by a constant radius. . In one embodiment, slot 56 is a circular arc that extends over a common radius from axis 52. As explained in more detail below, slot 56 is used to fill the container.

Como se muestra en la Fig. 8, la región de desplazamiento de fluidos 50 está dispuesta sustancialmente dentro de la parte tubular 24 de la válvula 16 y se extiende parcialmente en la parte de disco 22. En una realización preferida, la región de desplazamiento de fluidos 50 es un canal o cámara de bombeo. Un miembro de desplazamiento de fluidos en forma de émbolo o pistón 54 está dispuesto de manera móvil en la cámara de bombeo 50. Cuando el pistón 54 se mueve hacia arriba, expande el volumen de la cámara de bombeo 50 para producir una succión para extraer el fluido en la cámara de bombeo 50. Cuando el pistón 54 se mueve hacia abajo, disminuye el volumen de la cámara de bombeo 50 para conducir el fluido fuera de la cámara 50. Alternativamente, por ejemplo, la presurización y despresurización de la región de desplazamiento 50 se puede llevar a cabo usando un diafragma, un sistema externo de control de presión o neumático o similar. As shown in Fig. 8, the fluid displacement region 50 is disposed substantially within the tubular portion 24 of the valve 16 and partially extends into the disc portion 22. In a preferred embodiment, the displacement region of 50 fluids is a channel or pumping chamber. A fluid displacement member in the form of a piston or piston 54 is disposed movably in the pumping chamber 50. When the piston 54 moves upward, it expands the volume of the pumping chamber 50 to produce a suction to remove the fluid in the pumping chamber 50. When the piston 54 moves down, the volume of the pumping chamber 50 to drive the fluid out of the chamber 50 decreases. Alternatively, for example, pressurization and depressurization of the displacement region 50 can be carried out using a diaphragm, an external pressure or pneumatic control system or the like.

A medida que la válvula giratoria 16 se gira alrededor de su eje 52 con respecto a la carcasa 12 de las Fig. 1-4, uno de los puertos externos 42, 46 puede ser abierto y acoplado de manera fluida con una de las cámaras 13 o recipiente de reacción 18 o ambos puertos externos 42, 46 pueden estar bloqueados o cerrados. En esta realización, a lo sumo, solo uno de los puertos externos 42, 46 está acoplado de manera fluida con una de las cámaras o recipiente de reacción 18. Otras realizaciones pueden configurarse para permitir que ambos puertos externos 42, 46 se acoplen de manera fluida con cámaras separadas o el recipiente de reacción 18. De este modo, la válvula 16 puede girar con respecto a la carcasa 12 para permitir que los puertos externos 42, 46 se coloquen selectivamente en comunicación de fluidos con una pluralidad de cámaras que incluyen las cámaras 13 y el recipiente de reacción 18. Dependiendo de qué puerto externo 42, 46 esté abierto o cerrado y si el pistón 54 se mueve hacia arriba o hacia abajo, el flujo de fluido en la válvula 16 puede cambiar de dirección, los puertos externos 42, 46 pueden cada uno cambiar de ser un puerto de entrada a un puerto de salida y el flujo de fluido puede pasar a través de la región de procesamiento 30 o circunvalar la región de procesamiento 30. En una realización específica, el primer puerto externo 42 es el puerto de entrada, de modo que el lado de entrada de la región de procesamiento 30 está más cerca de la región de desplazamiento de fluidos 50 que el lado de salida de la región de procesamiento 30.As the rotary valve 16 rotates around its axis 52 with respect to the housing 12 of Figs. 1-4, one of the external ports 42, 46 can be opened and fluidly coupled with one of the chambers 13 or reaction vessel 18 or both external ports 42, 46 may be blocked or closed. In this embodiment, at most, only one of the external ports 42, 46 is fluidly coupled with one of the chambers or reaction vessel 18. Other embodiments may be configured to allow both external ports 42, 46 to be coupled in a manner fluid with separate chambers or the reaction vessel 18. In this way, the valve 16 can rotate with respect to the housing 12 to allow the external ports 42, 46 to be selectively placed in fluid communication with a plurality of chambers that include the chambers 13 and the reaction vessel 18. Depending on which external port 42, 46 is open or closed and if the piston 54 moves up or down, the fluid flow in the valve 16 can change direction, the external ports 42, 46 can each change from being an inlet port to an outlet port and the flow of fluid can pass through the processing region 30 or bypass the process region nto 30. In a specific embodiment, the first external port 42 is the input port, so that the input side of the processing region 30 is closer to the fluid displacement region 50 than the output side of the processing region 30.

Para demostrar la función de medición y distribución de fluidos de la válvula 16, las Fig. 9A-9LL ilustran el funcionamiento de la válvula 16 para un protocolo específico. En las Fig. 9A y 9AA, el primer puerto externo 42 se coloca en comunicación de fluidos con una cámara de muestra 60 girando la válvula 16 y el pistón 54 se tira hacia arriba para extraer una muestra de fluidos desde la cámara de muestra 60 a través del primer conducto externo 40 y el canal de desplazamiento de fluidos 48 a la región de desplazamiento de fluidos 50, circunvalando la región de procesamiento 30. Por simplicidad, el pistón 54 no se muestra en las Fig. 9A-9LL. La válvula 16 se gira luego para colocar el segundo puerto externo 46 en comunicación de fluidos con una cámara de desechos 64, como se muestra en las Fig. 9B y 9BB. El pistón 54 se empuja hacia abajo para conducir la muestra de fluidos a través de la región de procesamiento de fluidos 30 a la cámara de desechos 64. En una realización específica, la región de procesamiento de fluidos 30 incluye un filtro o una pila de filtros 27 para capturar componentes de muestra (p. ej., células, esporas, microorganismos, virus, proteínas o similares) de la muestra de fluidos a medida que pasa ahí a través. Un ejemplo de una pila de filtros se describe en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos N.° 09/584.327, comúnmente asignada, en tramitación titulada "Aparato y Método para la interrupción de células", presentada el 30 de mayo de 2000. En realizaciones alternativas, otros miembros activos pueden proporcionarse en la región de procesamiento 30. Estos dos primeros pasos de la captura de componentes de muestra se pueden repetir según se desee.To demonstrate the fluid measurement and distribution function of valve 16, Fig. 9A-9LL illustrates the operation of valve 16 for a specific protocol. In Figs. 9A and 9AA, the first external port 42 is placed in fluid communication with a sample chamber 60 by rotating the valve 16 and the piston 54 is pulled upwards to extract a sample of fluids from the sample chamber 60 a through the first external conduit 40 and the fluid displacement channel 48 to the fluid displacement region 50, bypassing the processing region 30. For simplicity, the piston 54 is not shown in Fig. 9A-9LL. The valve 16 is then rotated to place the second external port 46 in fluid communication with a waste chamber 64, as shown in Figs. 9B and 9BB. The piston 54 is pushed down to drive the fluid sample through the fluid processing region 30 to the waste chamber 64. In a specific embodiment, the fluid processing region 30 includes a filter or a stack of filters. 27 to capture sample components (eg, cells, spores, microorganisms, viruses, proteins or the like) of the fluid sample as it passes there. An example of a stack of filters is described in United States Patent Application No. 09 / 584,327, commonly assigned, in process entitled "Device and Method for Cell Interruption", filed May 30, 2000. In alternative embodiments, other active members may be provided in the processing region 30. These first two steps of capturing sample components may be repeated as desired.

En las Fig. 9C y 9CC, la válvula 16 se gira para colocar el primer puerto externo 42 en comunicación de fluidos con una cámara de lavado 66 y el pistón 54 se tira hacia arriba para extraer un líquido de lavado de la cámara de lavado 66 en la región de desplazamiento de fluidos 50, circunvalando la región de procesamiento 30. La válvula 16 se gira luego para colocar el segundo puerto externo 46 en comunicación de fluidos con la cámara de desechos 64, como se muestra en las Fig. 9D y 9DD. El pistón 54 se empuja hacia abajo para conducir el líquido de lavado a través de la región de procesamiento de fluidos 30 a la cámara de desechos 64. Los pasos de lavado anteriores se pueden repetir según se desee. El lavado intermedio se usa para eliminar los residuos no deseados dentro de la válvula 16. In Figs. 9C and 9CC, the valve 16 is rotated to place the first external port 42 in fluid communication with a wash chamber 66 and the piston 54 is pulled up to remove a wash liquid from the wash chamber 66 in the fluid displacement region 50, bypassing the processing region 30. The valve 16 is then rotated to place the second external port 46 in fluid communication with the waste chamber 64, as shown in Figs. 9D and 9DD . The piston 54 is pushed down to drive the washing liquid through the fluid processing region 30 to the waste chamber 64. The above washing steps can be repeated as desired. Intermediate washing is used to remove unwanted debris inside valve 16.

En las Fig. 9E y 9EE, la válvula 16 se gira para colocar el primer puerto externo 42 en comunicación de fluidos con una cámara de lisis 70 y el pistón 54 se tira hacia arriba para extraer un fluido de lisis (p. ej., un reactivo de lisis o tampón) de la cámara de lisis 70 en la región de desplazamiento de fluidos 50, circunvalando la región de procesamiento 30. La válvula 16 se gira luego para colocar el segundo puerto externo 46 en comunicación de fluidos con la cámara de desechos 64, como se muestra en las Fig. 9F y 9FF. El pistón 54 se empuja hacia abajo para conducir el fluido de lisis a través de la región de procesamiento de fluidos 30 a la cámara de desechos 64. En las Fig. 9G y 9GG, la válvula 16 se gira para cerrar los puertos externos 42, 46. El pistón 54 se empuja hacia abajo para presurizar el líquido de lisis restante y los componentes de la muestra capturados en la región de procesamiento de fluidos 30. Se puede aplicar energía adicional a la mezcla en la región de procesamiento 30. A modo de ejemplo, un miembro sónico 76, tal como una bocina ultrasónica, puede colocarse en contacto con la cubierta exterior 28 para transmitir energía sónica en la región de procesamiento 30 para facilitar la lisis de los componentes de la muestra. En una realización, la cubierta exterior 28 está hecha de una película flexible que se estira bajo presión para contactar con el miembro sónico 76 durante la lisis para permitir la transmisión de la energía sónica en la región de procesamiento 30.In Figs. 9E and 9EE, the valve 16 is rotated to place the first external port 42 in fluid communication with a lysis chamber 70 and the piston 54 is pulled upwards to extract a lysis fluid (e.g., a lysis reagent or buffer) of the lysis chamber 70 in the fluid displacement region 50, bypassing the processing region 30. The valve 16 is then rotated to place the second external port 46 in fluid communication with the fluid chamber. waste 64, as shown in Fig. 9F and 9FF. The piston 54 is pushed down to drive the lysis fluid through the fluid processing region 30 to the waste chamber 64. In Figs. 9G and 9GG, the valve 16 is rotated to close the external ports 42, 46. The piston 54 is pushed down to pressurize the remaining lysis liquid and the sample components captured in the fluid processing region 30. Additional energy can be applied to the mixture in the processing region 30. By way of For example, a sonic member 76, such as an ultrasonic horn, can be placed in contact with the outer shell 28 to transmit sonic energy in the processing region 30 to facilitate lysis of the sample components. In one embodiment, the outer shell 28 is made of a flexible film that is stretched under pressure to contact the sonic member 76 during lysis to allow transmission of sonic energy in the processing region 30.

La cubierta 28 en una realización es una película flexible de material polimérico, tal como polipropileno, polietileno, poliéster u otros polímeros. La película puede ser ya sea en capas, p. ej., laminados o las películas pueden ser homogéneas. Se prefieren las películas en capas, porque generalmente tienen mejor resistencia e integridad estructural que las películas homogéneas. En particular, las películas de polipropileno en capas se prefieren actualmente, porque el polipropileno no es inhibidor de la reacción en cadena de la polimerasa (pCr por sus siglas en inglés). Alternativamente, la cubierta 28 puede comprender otros materiales, tales como una pieza rígida de plástico. En una realización preferida, la cubierta 28 es una pared de interfaz que tiene forma de cúpula o incluye costillas de refuerzo, como se muestra, por ejemplo, en la publicación PCT WO 00/73413 titulada "Aparato y método para la interrupción de célula" o solicitud de patente de los Estados Unidos N.° 09/972.221, comúnmente asignada, en tramitación, titulada "Aparato y método para la rápida interrupción de células o virus", presentada el 4 de octubre de 2001. The cover 28 in one embodiment is a flexible film of polymeric material, such as polypropylene, polyethylene, polyester or other polymers. The film can be either layered, e.g. eg, laminates or films can be homogeneous. Layered films are preferred, because they generally have better strength and structural integrity than homogeneous films. In particular, layered polypropylene films are currently preferred, because polypropylene is not an inhibitor of the polymerase chain reaction ( p C r ). Alternatively, the cover 28 may comprise other materials, such as a rigid piece of plastic. In a preferred embodiment, the cover 28 is an interface wall that is domed or includes reinforcing ribs, as shown, for example, in PCT Publication WO 00/73413 entitled "Device and method for cell interruption" or US Patent Application No. 09 / 972,221, commonly assigned, pending, entitled "Apparatus and method for rapid cell or virus disruption", filed on October 4, 2001.

En general, el miembro de transmisión de energía que está acoplado operativamente a la región de procesamiento 30 para transmitir energía a la misma puede ser un transductor ultrasónico, piezoeléctrico, magnetostrictivo o electrostático. El miembro de transmisión de energía también puede ser un dispositivo electromagnético que tiene una bobina enrollada, tal como un motor de bobina de voz o un dispositivo de solenoide. Actualmente se prefiere que el miembro de transmisión de energía sea un miembro sónico, tal como una bocina ultrasónica. Las bocinas adecuadas están disponibles comercialmente en Sonics & Materials, Inc. que tienen una oficina en 53 Church Hill, Newton, Connecticut 06470-1614, EE.UU. Alternativamente, el miembro sónico puede comprender un disco piezoeléctrico o cualquier otro tipo de transductor ultrasónico que se pueda acoplar a la cubierta 28. En realizaciones alternativas, el miembro de transmisión de energía puede ser un elemento térmico (p. ej., un calentador) para transmitir energía térmica a la región de procesamiento 30 o un elemento eléctrico para transmitir energía eléctrica a la región de procesamiento 30. Adicionalmente, se pueden emplear múltiples miembros de transmisión de energía simultáneamente, p. ej., calentando y sonicando simultáneamente la región de procesamiento para efectuar la lisis de células, esporas, virus o microorganismos atrapados en la región de procesamiento.In general, the energy transmission member that is operatively coupled to the processing region 30 to transmit energy thereto can be an ultrasonic, piezoelectric, magnetostrictive or electrostatic transducer. The power transmission member may also be an electromagnetic device having a wound coil, such as a voice coil motor or a solenoid device. It is currently preferred that the energy transmission member be a sonic member, such as an ultrasonic horn. Suitable speakers are commercially available from Sonics & Materials, Inc. which have an office at 53 Church Hill, Newton, Connecticut 06470-1614, USA. Alternatively, the sonic member may comprise a piezoelectric disk or any other type of ultrasonic transducer that can be coupled to the cover 28. In alternative embodiments, the energy transmission member may be a thermal element (eg, a heater) to transmit thermal energy to the processing region 30 or an electrical element to transmit electrical energy to the processing region 30. Additionally, multiple energy transmission members can be used simultaneously, e.g. eg, by simultaneously heating and sonicating the processing region to perform lysis of cells, spores, viruses or microorganisms trapped in the processing region.

En las Fig. 9H y 9HH, la válvula 16 se gira para colocar el segundo puerto externo 46 en comunicación de fluidos con una cámara de mezcla maestra o de reactivos 78 y el pistón 54 se empuja hacia abajo para eluir la mezcla desde la región de procesamiento 30 a la cámara de reactivos 78. La cámara de reactivos 78 contiene normalmente reactivos (p. ej., reactivos de amplificación de ácido nucleico y sondas) para mezclarse con la muestra. Cualquier exceso de mezcla se dispensa en la cámara de desechos 64 a través del segundo puerto externo 46 después de girar la válvula 16 para colocar el puerto 46 en comunicación de fluidos con la cámara de desechos 64, como se muestra en las Fig. 9I y 9II. La mezcla se mezcla luego en la cámara de reactivos 78 mediante alternancia. Esto se lleva a cabo colocando la región de desplazamiento de fluidos 50 en comunicación de fluidos con la cámara de reactivos 78, como se muestra en las Fig. 9J y 9JJ y moviendo el pistón 54 arriba y abajo. La alternancia de la mezcla a través del filtro en la región de procesamiento 30, a modo de ejemplo, permite que las partículas más grandes atrapadas en el filtro se muevan fuera del camino temporalmente para permitir el paso a través de partículas más pequeñas. La cámara de reactivos 78 puede contener reactivos secos o liofilizados que se reconstituyen cuando se mezclan con fluido.In Figs. 9H and 9HH, the valve 16 is rotated to place the second external port 46 in fluid communication with a master or reagent mixing chamber 78 and the piston 54 is pushed down to elute the mixture from the region of Processing 30 to reagent chamber 78. Reagent chamber 78 typically contains reagents (eg, nucleic acid amplification reagents and probes) for mixing with the sample. Any excess mixing is dispensed in the waste chamber 64 through the second external port 46 after turning the valve 16 to place the port 46 in fluid communication with the waste chamber 64, as shown in Fig. 9I and 9II. The mixture is then mixed in reagent chamber 78 by alternation. This is accomplished by placing the fluid displacement region 50 in fluid communication with the reagent chamber 78, as shown in Figs. 9J and 9JJ and moving the piston 54 up and down. Alternating the mixture through the filter in the processing region 30, by way of example, allows larger particles trapped in the filter to move temporarily out of the way to allow passage through smaller particles. Reagent chamber 78 may contain dry or lyophilized reagents that are reconstituted when mixed with fluid.

En las Fig. 9K, 9KK y 9K'K ', la válvula 16 se gira para colocar el primer puerto externo 42 en comunicación de fluidos con una primera rama 84 acoplada al recipiente de reacción 18, mientras que la segunda rama 86 que está acoplada al recipiente de reacción 18 se coloca en comunicación de fluidos con la ranura de cruce 56. La primera rama 84 y la segunda rama 86 están dispuestas a diferentes radios desde el eje 52 de la válvula 16, con la primera rama 84 teniendo un radio común con el primer puerto externo 42 y la segunda rama 86 teniendo un radio común con la ranura de cruce 56. La ranura de cruce 56 también está en comunicación de fluidos con la cámara de reactivos 78 (Fig. 9K) y sirve para puentear el hueco entre la cámara de reactivos 78 y la segunda rama 86 para proporcionar un flujo de cruce ahí entre ellas. Los puertos externos están dispuestos dentro de un rango de radios de puerto externo desde el eje y la ranura de cruce está dispuesta dentro de un rango de radios de ranura de cruce desde el eje, donde el rango de los radios de puerto externo y el rango de radios de ranura de cruce no se superponen. La colocación de la ranura de cruce 56 en un radio diferente al radio de los puertos externos 42, 46 es ventajosa, porque evita la contaminación cruzada de la ranura de cruce 56 por contaminantes que pueden estar presentes en el área cerca de las superficies entre la válvula 16 y la carcasa 12 en el radio de los puertos externos 42, 46 como resultado del movimiento de giro de la válvula 16. Por lo tanto, aunque se pueden usar otras configuraciones de la ranura de cruce, que incluyen las que se superponen con el radio de los puertos externos 42, 46, la realización como se muestra es una disposición preferida que aísla la ranura de cruce 56 de la contaminación del área cerca de las superficies entre la válvula 16 y la carcasa 12 en el radio de los puertos externos 42, 46.In Figs. 9K, 9KK and 9K'K ', the valve 16 is rotated to place the first external port 42 in fluid communication with a first branch 84 coupled to the reaction vessel 18, while the second branch 86 which is coupled The reaction vessel 18 is placed in fluid communication with the crossing groove 56. The first branch 84 and the second branch 86 are arranged at different radii from the axis 52 of the valve 16, with the first branch 84 having a common radius with the first external port 42 and the second branch 86 having a common radius with the crossing slot 56. The crossing slot 56 is also in fluid communication with the reagent chamber 78 (Fig. 9K) and serves to bridge the gap between the reagent chamber 78 and the second branch 86 to provide a cross flow there between them. The external ports are arranged within a range of external port radii from the axis and the crossover slot is arranged within a range of crossover slot radii from the axis, where the range of the external port radii and the range Cross slot radii do not overlap. The placement of the crossing slot 56 in a radius other than the radius of the external ports 42, 46 is advantageous, because it prevents cross contamination of the crossing slot 56 by contaminants that may be present in the area near the surfaces between the valve 16 and housing 12 within the radius of the external ports 42, 46 as a result of the turning movement of the valve 16. Therefore, although other configurations of the crossover groove may be used, including those that overlap with the radius of the external ports 42, 46, the embodiment as shown is a preferred arrangement that isolates the crossing slot 56 from contamination of the area near the surfaces between the valve 16 and the housing 12 in the radius of the external ports 42, 46.

Para llenar el recipiente de reacción 18, el pistón 54 se tira hacia arriba para extraer la mezcla en la cámara de reactivos 78 a través de la ranura de cruce 56 y la segunda rama 86 en el recipiente de reacción 18. En tal disposición, el recipiente de reacción 18 es la cámara de aspiración o se denomina como la primera cámara y la cámara de reactivos 78 es la cámara de origen o se denomina como la segunda cámara. La válvula 16 luego se gira para colocar el segundo puerto externo 46 en comunicación de fluidos con la primera rama 84 y para cerrar el primer puerto externo 42, como se muestra en las Fig. 9L y 9LL. El pistón 54 se empuja hacia abajo para presurizar la mezcla dentro del recipiente de reacción 18. El recipiente de reacción 18 puede insertarse en una cámara de reacción térmica para realizar la amplificación y/o detección de ácido nucleico. Las dos ramas 84, 86 permiten el llenado y la evacuación de la cámara de reacción del recipiente de reacción 18. El recipiente puede estar conectado a la carcasa 12 mediante soldadura ultrasónica, acoplamiento mecánico o similar o puede estar formado integralmente con la carcasa 12, tal como mediante moldeo. El uso de un recipiente de reacción para analizar una muestra de fluidos se describe en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos N.° 09/584.328, comúnmente asignada, en tramitación titulada "Cartucho para proceder a una reacción química", presentada el 30 de mayo de 2000.To fill the reaction vessel 18, the piston 54 is pulled upwards to extract the mixture in the reagent chamber 78 through the crossing groove 56 and the second branch 86 in the reaction vessel 18. In such an arrangement, the reaction vessel 18 is the aspiration chamber or is referred to as the first chamber and reagent chamber 78 is the source chamber or is referred to as the second chamber. The valve 16 is then rotated to place the second external port 46 in fluid communication with the first branch 84 and to close the first external port 42, as shown in Figs. 9L and 9LL. The piston 54 is pushed down to pressurize the mixture into the reaction vessel 18. The reaction vessel 18 can be inserted into a thermal reaction chamber to perform the amplification and / or detection of nucleic acid. The two branches 84, 86 allow filling and evacuation of the reaction chamber of the reaction vessel 18. The vessel can be connected to the housing 12 by ultrasonic welding, mechanical coupling or the like or it can be integrally formed with the housing 12, such as by molding. The use of a reaction vessel to analyze a sample of fluids is described in United States Patent Application No. 09 / 584,328, commonly assigned, in process entitled "Cartridge for proceeding with a chemical reaction", filed 30 May 2000.

Para operar la válvula 16 de las Fig. 3-8, un motor, tal como un motor paso a paso se acopla normalmente a la periferia dentada 29 de la parte de disco 22 para girar la válvula 16 con respecto a la carcasa 12 para distribuir el fluido con alta precisión. El motor puede ser controlado por ordenador de acuerdo con el protocolo deseado. Un motor lineal o similar se usa normalmente para conducir el pistón 54 arriba y abajo con precisión para proporcionar una medición precisa y también puede ser controlado por ordenador de acuerdo con el protocolo deseado. To operate the valve 16 of Figs. 3-8, a motor, such as a stepper motor is normally coupled to the toothed periphery 29 of the disk part 22 to rotate the valve 16 with respect to the housing 12 to distribute The fluid with high precision. The engine can be controlled by computer according to the desired protocol. A linear motor or the like is normally used to drive piston 54 up and down with precision to provide accurate measurement and can also be computer controlled according to the desired protocol.

La Fig. 10 muestra otra válvula 100 que está acoplada de manera giratoria a una carcasa o bloque 102 del canal de control de fluido. Un recipiente de reacción 104 está acoplado de manera desmontable a la carcasa 102. La válvula 100 es un miembro generalmente tubular con un eje longitudinal 105, como se muestra en la Fig. 11. Un pistón 106 está conectado de manera móvil a la válvula 100 para cambiar el volumen de la región de desplazamiento de fluidos 108 cuando el pistón 106 se mueve arriba y abajo. Una cubierta 109 se coloca cerca de la parte inferior de la válvula 100. Una región de procesamiento de fluidos 110 está dispuesta en la válvula 100 y está en comunicación de fluidos continua con la región de desplazamiento de fluidos 108. La válvula 100 incluye un par de aberturas que sirven como un primer puerto 111 y un segundo puerto 112, como se ve mejor en la Fig. 11. En la realización mostrada, los puertos 111, 112 están espaciados angularmente en aproximadamente 120 °, pero el espaciado puede ser diferente en realizaciones alternativas. Un canal o ranura de cruce 114 se forma en la superficie externa 116 de la válvula 100 y se extiende generalmente en la dirección longitudinal, como se ve en la Fig. 10. Los dos puertos 111, 112 están dispuestos en diferentes niveles desviados longitudinalmente entre sí a lo largo del eje longitudinal 105 y la ranura de cruce 114 se extiende en la dirección longitudinal del eje 105 que puentea los dos niveles de los puertos 111, 112.Fig. 10 shows another valve 100 that is rotatably coupled to a housing or block 102 of the fluid control channel. A reaction vessel 104 is detachably coupled to the housing 102. The valve 100 is a generally tubular member with a longitudinal axis 105, as shown in Fig. 11. A piston 106 is movably connected to the valve 100 to change the volume of the fluid displacement region 108 when the piston 106 moves up and down. A cover 109 is placed near the bottom of the valve 100. A fluid processing region 110 is disposed on the valve 100 and is in continuous fluid communication with the fluid displacement region 108. The valve 100 includes a pair of openings serving as a first port 111 and a second port 112, as best seen in Fig. 11. In the embodiment shown, ports 111, 112 are angularly spaced approximately 120 °, but the spacing may be different in alternative embodiments. A crossing channel or slot 114 is formed on the outer surface 116 of the valve 100 and generally extends in the longitudinal direction, as seen in Fig. 10. The two ports 111, 112 are arranged at different levels longitudinally offset between yes along the longitudinal axis 105 and the crossing groove 114 extends in the longitudinal direction of the axis 105 which bridges the two levels of the ports 111, 112.

La carcasa 102 tiene una abertura 118 para recibir la parte de la válvula 100 que tiene los puertos 111, 112 y la ranura 114. La superficie interna 120 alrededor de la abertura 118 tiene forma para cooperar con la superficie externa 116 de la válvula 100. Aunque se puede colocar una junta entre la superficie interna 120 y la superficie externa 116, una realización preferida emplea superficies ahusadas o cónicas 120, 116 que producen un efecto de sellado sin el uso de una junta adicional. La carcasa 102 incluye una pluralidad de canales y puertos y la válvula 100 puede girar alrededor de su eje 105 para permitir que los puertos 111, 112 se coloquen selectivamente en comunicación de fluidos con la pluralidad de canales en la carcasa 102. Dependiendo de qué puerto se abra o cierre y de si el pistón 106 se mueve hacia arriba o hacia abajo, el flujo de fluido en la válvula 100 puede cambiar de dirección y los puertos 111, 112 pueden cada uno cambiar de ser un puerto de entrada a un puerto de salida.The housing 102 has an opening 118 to receive the part of the valve 100 that has the ports 111, 112 and the slot 114. The inner surface 120 around the opening 118 is shaped to cooperate with the outer surface 116 of the valve 100. Although a gasket can be placed between the inner surface 120 and the outer surface 116, a preferred embodiment employs tapered or tapered surfaces 120, 116 that produce a sealing effect without the use of an additional gasket. The housing 102 includes a plurality of channels and ports and the valve 100 can rotate about its axis 105 to allow ports 111, 112 to be selectively placed in fluid communication with the plurality of channels in the housing 102. Depending on which port open or close and if the piston 106 moves up or down, the fluid flow in the valve 100 can change direction and the ports 111, 112 can each change from being an inlet port to a port of exit.

Para demostrar la función de medición y distribución de fluidos de la válvula 100, las Fig. 12A-12N ilustran el funcionamiento de la válvula 100 para un protocolo específico. Como se muestra en la Fig. 12A, la carcasa 102 incluye una pluralidad de canales de fluidos. Por conveniencia, los canales se etiquetan de la siguiente manera: canal de reactivos 130, canal de lisis 132, canal de muestras 134, canal de lavado 136, canal de desechos 138, primera rama 140 y segunda rama 142. Los canales 130-138 se extienden desde la superficie interna 120 a una superficie externa 144 que es generalmente plana y las ramas 140, 142 se extienden desde la superficie interna 120 a otra superficie externa 146 que también es generalmente plana (Fig. 10). Cuando se ensamblan, el primer puerto 111 y los canales 130-134 se tienden en un primer plano transversal que es perpendicular al eje longitudinal 105, mientras que el segundo puerto 112, los canales 136, 138 y las dos ramas 140, 142 se tienden en un segundo plano transversal que es perpendicular al eje longitudinal 105. El segundo plano transversal está desviado longitudinalmente desde el primer plano transversal. Por conveniencia, el segundo puerto 112, los canales 136, 138 y las ramas 140, 142 están sombreados para indicar que están desviados longitudinalmente desde el primer puerto 111 y los canales 130-134. La ranura de cruce 114 se extiende longitudinalmente para puentear el desvío entre los planos transversales primero y segundo. Un cuerpo de cámara 150 está conectado a la carcasa 102 (Fig. 10) e incluye la cámara de reactivos, la cámara de lisis, la cámara de muestras, la cámara de lavado y la cámara de desechos que están acopladas respectivamente de manera fluida con los canales 130-138. La primera y la segunda ramas 140, 142 están acopladas de manera fluida con el recipiente de reacción 104.To demonstrate the fluid measurement and distribution function of the valve 100, Fig. 12A-12N illustrates the operation of the valve 100 for a specific protocol. As shown in Fig. 12A, the housing 102 includes a plurality of fluid channels. For convenience, the channels are labeled as follows: reagent channel 130, lysis channel 132, sample channel 134, wash channel 136, waste channel 138, first branch 140 and second branch 142. Channels 130-138 they extend from the inner surface 120 to an outer surface 144 that is generally flat and the branches 140, 142 extend from the inner surface 120 to another outer surface 146 that is also generally flat (Fig. 10). When assembled, the first port 111 and the channels 130-134 tend in a first transverse plane that is perpendicular to the longitudinal axis 105, while the second port 112, the channels 136, 138 and the two branches 140, 142 tend in a second transverse plane that is perpendicular to the longitudinal axis 105. The second transverse plane is longitudinally offset from the first transverse plane. For convenience, the second port 112, channels 136, 138 and branches 140, 142 are shaded to indicate that they are longitudinally offset from the first port 111 and channels 130-134. The crossing slot 114 extends longitudinally to bridge the deflection between the first and second transverse planes. A chamber body 150 is connected to the housing 102 (Fig. 10) and includes the reagent chamber, the lysis chamber, the sample chamber, the washing chamber and the waste chamber that are respectively fluidly coupled with channels 130-138. The first and second branches 140, 142 are fluidly coupled with the reaction vessel 104.

En la Fig. 12A, el primer puerto 111 se coloca en comunicación de fluidos con el canal de muestras 134 y el pistón 106 se tira hacia arriba para extraer una muestra de fluidos en la región de desplazamiento de fluidos 108 (Fig. 11). Luego, la válvula 100 se gira para colocar el segundo puerto 112 en comunicación de fluidos con el canal de desechos 138 y el pistón 106 se empuja hacia abajo para conducir la muestra de fluidos desde la región de desplazamiento 108 a través de la región de procesamiento 110 y hacia afuera a través del canal de desechos 138, como se muestra en la Fig. 12B. Estos pasos se repiten normalmente hasta que una muestra completa se procesa a través de la región de procesamiento 110, a modo de ejemplo, para capturar componentes de la muestra en un miembro de atrapamiento, tal como un filtro.In Fig. 12A, the first port 111 is placed in fluid communication with the sample channel 134 and the piston 106 is pulled up to extract a sample of fluids in the fluid displacement region 108 (Fig. 11). Then, the valve 100 is rotated to place the second port 112 in fluid communication with the waste channel 138 and the piston 106 is pushed down to drive the fluid sample from the displacement region 108 through the processing region 110 and outward through the waste channel 138, as shown in Fig. 12B. These steps are usually repeated until a complete sample is processed through the processing region 110, by way of example, to capture components of the sample in a trapping member, such as a filter.

En la Fig. 12C, la válvula 100 se gira para colocar el segundo puerto 112 en comunicación de fluidos con el canal de lavado 136 para aspirar un líquido de lavado en la región de procesamiento 110 tirando del pistón 106 hacia arriba. La válvula 100 se gira luego para colocar el segundo puerto 112 en comunicación de fluidos con el canal de desechos 138 y el pistón 106 se empuja hacia abajo para conducir el líquido de lavado desde la región de procesamiento 110 hacia afuera a través del canal de desechos 138. Los pasos de lavado anteriores se pueden repetir según se desee para eliminar los residuos no deseados dentro de la válvula 100.In Fig. 12C, the valve 100 is rotated to place the second port 112 in fluid communication with the wash channel 136 to aspirate a wash liquid into the processing region 110 by pulling the piston 106 upwards. The valve 100 is then rotated to place the second port 112 in fluid communication with the waste channel 138 and the piston 106 is pushed down to drive the washing liquid from the processing region 110 out through the waste channel 138. The above washing steps can be repeated as desired to remove unwanted debris inside valve 100.

Para la lisis, la válvula 100 se gira para colocar el primer puerto 111 en comunicación de fluidos con el canal de lisis 132 y el pistón 106 se tira hacia arriba para extraer un líquido de lisis en la región de desplazamiento de fluidos 108, como se muestra en la Fig. 12E. En la Fig. 12F, la válvula 110 se gira para cerrar ambos puertos 111, 112. El pistón 106 se empuja hacia abajo para empujar el fluido de lisis en la región de procesamiento 110 y para presurizar el fluido de lisis y los componentes de la muestra capturados en la región de procesamiento de fluidos 110. Se puede aplicar energía adicional a la mezcla en la región de procesamiento 110 que incluye, a modo de ejemplo, la energía sónica transmitida en la región de procesamiento 110 al acoplar operativamente un miembro sónico con la cubierta 109 (Fig. 11).For lysis, the valve 100 is rotated to place the first port 111 in fluid communication with the lysis channel 132 and the piston 106 is pulled up to extract a lysis liquid in the fluid displacement region 108, as is shown in Fig. 12E. In Fig. 12F, the valve 110 is rotated to close both ports 111, 112. The piston 106 is pushed down to push the lysis fluid in the processing region 110 and to pressurize the lysis fluid and the components of the sample captured in the fluid processing region 110. Additional energy may be applied to the mixture in the processing region 110 which includes, for example, the sonic energy transmitted in the processing region 110 by operationally coupling a sonic member with the cover 109 (Fig. 11).

En la Fig. 12G, se aspira una cantidad predeterminada deseada de líquido de lavado en la región de procesamiento 110 desde el canal de lavado 136 a través del segundo puerto 112 para diluir la mezcla. La válvula 100 se gira luego para colocar el primer puerto 111 en comunicación de fluidos con el canal de reactivos 130 para descargar una cantidad predeterminada de la mezcla desde la región de procesamiento 110 a la cámara de reactivos, como se muestra en la Fig. 12H. El pistón 106 se mueve arriba y abajo para agitar y mezclar la mezcla mediante alternancia. El sobrante de la mezcla se descarga a través del segundo puerto 112 al canal de desechos 138, como se muestra en la Fig. 12I. Se realiza otro lavado extrayendo un fluido de lavado desde el canal de lavado 136 a través del segundo puerto 112 en la región de procesamiento 110 (Fig. 12J) y descargando el fluido de lavado desde la región de procesamiento 110 a través del segundo puerto 112 al canal de desechos 138 (Fig. 12K).In Fig. 12G, a desired predetermined amount of washing liquid is aspirated into the processing region 110 from the washing channel 136 through the second port 112 to dilute the mixture. The valve 100 is then rotated to place the first port 111 in fluid communication with the reagent channel 130 to discharge a predetermined amount of the mixture from the processing region 110 to the reagent chamber, as shown in Fig. 12H . The piston 106 moves up and down to stir and mix the mixture by alternation. The excess of the mixture is discharged through the second port 112 to the waste channel 138, as shown in Fig. 12I. Another wash is performed by extracting a washing fluid from the washing channel 136 through the second port 112 in the processing region 110 (Fig. 12J) and discharging the washing fluid from the processing region 110 through the second port 112 to waste channel 138 (Fig. 12K).

En la Fig. 12L, la válvula 100 se gira para colocar el segundo puerto 112 en comunicación de fluidos con la primera rama 140 acoplada al recipiente de reacción 104, mientras que la segunda rama 142 que está acoplada al recipiente de reacción 104 se coloca en comunicación de fluidos con la ranura de cruce 114. La segunda rama 142 está desviada longitudinal desde el canal de reactivos 130. En la posición como se muestra en la Fig. 12L, la ranura de cruce 114 se extiende longitudinalmente para puentear el desvío entre la segunda rama 142 y el canal de reactivos 130 para colocarlos en comunicación de fluidos entre sí. Como resultado, la región de procesamiento de fluidos 110 está en comunicación de fluidos, a través de la primera rama 140, el recipiente de reacción 104, la segunda rama 142 y la ranura de cruce 114, con el canal de reactivos 130.In Fig. 12L, the valve 100 is rotated to place the second port 112 in fluid communication with the first branch 140 coupled to the reaction vessel 104, while the second branch 142 that is coupled to the reaction vessel 104 is placed in fluid communication with the crossing slot 114. The second branch 142 is longitudinally offset from the reagent channel 130. In the position as shown in Fig. 12L, the crossing slot 114 extends longitudinally to bridge the deflection between the second branch 142 and reagent channel 130 to place them in fluid communication with each other. As a result, the fluid processing region 110 is in fluid communication, through the first branch 140, the reaction vessel 104, the second branch 142 and the crossing slot 114, with the reagent channel 130.

Al tirar del pistón 106 hacia arriba, la mezcla en la cámara de reactivos se extrae desde el canal de reactivos 130 a través de la ranura de cruce 114 y la segunda rama 142 en el recipiente de reacción 104. La válvula 100 se gira luego para colocar el segundo puerto 112 en comunicación de fluidos con la segunda rama 142 y para cerrar el primer puerto 111, como se muestra en la Fig. 12M. El pistón 106 se empuja hacia abajo para presurizar la mezcla dentro del recipiente de reacción 104. En la Fig. 12N, la válvula 100 se gira para cerrar los puertos 111, 112 y aislar el recipiente de reacción 104. El recipiente de reacción 104 puede insertarse en una cámara de reacción térmica para realizar la amplificación y/o detección de ácido nucleico.When the piston 106 is pulled up, the mixture in the reagent chamber is drawn from the reagent channel 130 through the cross slot 114 and the second branch 142 in the reaction vessel 104. The valve 100 is then rotated to place the second port 112 in fluid communication with the second branch 142 and to close the first port 111, as shown in Fig. 12M. The piston 106 is pushed down to pressurize the mixture into the reaction vessel 104. In Fig. 12N, the valve 100 is rotated to close the ports 111, 112 and isolate the reaction vessel 104. The reaction vessel 104 can Insert into a thermal reaction chamber to perform the amplification and / or detection of nucleic acid.

Como se ilustra en las realizaciones anteriores, el sistema de control y procesamiento de fluidos es ventajosamente un sistema completamente contenido que es versátil y adaptable. La región de desplazamiento de fluidos es la fuerza motivadora para mover el fluido en el sistema. Al mantener una comunicación de fluidos continua entre la región de desplazamiento de fluidos y la región de procesamiento de fluidos, la fuerza motivadora para mover el fluido en el sistema se acopla de manera fluida a la región de procesamiento en todo momento. La región de desplazamiento de fluidos (fuerza motivadora) también actúa como un área de almacenamiento temporal para el fluido que se conduce a través del sistema. Mientras que las realizaciones mostradas emplean un pistón móvil en la región de desplazamiento de fluidos como la fuerza motivadora, se pueden usar otros mecanismos que incluyen, p. ej., mecanismos de bomba neumática o similares que usan presión como la fuerza motivadora sin un cambio en el volumen de la región de desplazamiento de fluidos. El lado de entrada o salida de la región de procesamiento de fluidos puede dirigirse a cualquiera de las cámaras para permitir el acceso aleatorio a los reactivos y otros fluidos. Los protocolos complejos se pueden programar con relativa facilidad en un controlador de ordenador y luego ejecutarse usando el versátil sistema de control y procesamiento de fluidos. Se puede realizar una gran cantidad de protocolos diferentes usando una única plataforma.As illustrated in the previous embodiments, the fluid control and processing system is advantageously a fully contained system that is versatile and adaptable. The fluid displacement region is the motivating force to move the fluid in the system. By maintaining continuous fluid communication between the fluid displacement region and the fluid processing region, the motivating force to move the fluid in the system is fluidly coupled to the processing region at all times. The fluid displacement region (motivating force) also acts as a temporary storage area for the fluid that is conducted through the system. While the embodiments shown employ a mobile piston in the fluid displacement region as the motivating force, other mechanisms that include, e.g. eg, pneumatic pump mechanisms or the like that use pressure as the motivating force without a change in the volume of the fluid displacement region. The inlet or outlet side of the fluid processing region may be directed to any of the chambers to allow random access to reagents and other fluids. Complex protocols can be programmed with relative ease on a computer controller and then executed using the versatile fluid control and processing system. A large number of different protocols can be performed using a single platform.

En las realizaciones mostradas, el control de fluidos ocurre al dirigirse a un par de puertos en la válvula para colocar solo un puerto a la vez selectivamente en comunicación de fluidos con las cámaras. Esto se consigue manteniendo el par de puertos fuera de fase con respecto a las cámaras. Un canal de cruce o de circunvalación proporciona una capacidad adicional de control de fluidos (p. ej., permitiendo un llenado y vaciado conveniente del recipiente de reacción dentro del sistema cerrado). Por supuesto, se pueden usar diferentes esquemas de puertos para lograr el control de fluidos deseado en otras realizaciones. Es más, si bien las realizaciones mostradas incluyen cada una única región de procesamiento de fluidos en el cuerpo de válvula, regiones de procesamiento adicionales pueden ubicarse en el cuerpo de válvula si se desea. Generalmente, el cuerpo de válvula necesita (n+1) puertos por n regiones de procesamiento.In the embodiments shown, fluid control occurs when addressing a pair of ports on the valve to place only one port at a time selectively in fluid communication with the chambers. This is achieved by keeping the pair of ports out of phase with respect to the cameras. A crossover or bypass channel provides additional fluid control capability (eg, allowing convenient filling and emptying of the reaction vessel within the closed system). Of course, different port schemes can be used to achieve the desired fluid control in other embodiments. Moreover, while the embodiments shown include each single region of fluid processing in the valve body, additional processing regions may be located in the valve body if desired. Generally, the valve body needs (n + 1) ports per n processing regions.

El uso de una única válvula produce altos rendimientos de fabricación debido a la presencia de solo un elemento de falla. La concentración de los componentes de control y procesamiento de fluidos da como resultado un aparato compacto (p. ej., en forma de un pequeño cartucho) y facilita el moldeo y el ensamblaje automatizados. Como se ha discutido anteriormente, el sistema incluye ventajosamente la capacidad de dilución y mezcla, la capacidad de lavado intermedio y la capacidad de presurización positiva. Las vías de fluido dentro del sistema normalmente están cerradas para minimizar la contaminación y facilitar la contención y el control de los fluidos dentro del sistema. El recipiente de reacción es convenientemente desmontable y reemplazable y puede ser desechable en algunas realizaciones.The use of a single valve produces high manufacturing yields due to the presence of only one fault element. The concentration of fluid control and processing components results in a compact device (e.g., in the form of a small cartridge) and facilitates automated molding and assembly. As discussed above, the system advantageously includes the dilution and mixing capacity, the intermediate washing capacity and the positive pressurization capacity. The fluid pathways within the system are normally closed to minimize contamination and facilitate containment and control of fluids within the system. The reaction vessel is conveniently removable and replaceable and can be disposable in some embodiments.

Los componentes del sistema de control y procesamiento de fluidos pueden estar hechos de varios materiales que son compatibles con los fluidos que se usan. Los ejemplos de materiales adecuados incluyen materiales poliméricos, tales como polipropileno, polietileno, policarbonato, acrílico o nailon. Las diversas cámaras, canales, puertos y similares en el sistema pueden tener diversas formas y tamaños.The components of the fluid control and processing system can be made of various materials that are compatible with the fluids that are used. Examples of suitable materials include polymeric materials, such as polypropylene, polyethylene, polycarbonate, acrylic or nylon. The various cameras, channels, ports and Similar in the system can have various shapes and sizes.

Las disposiciones de aparatos y métodos descritas anteriormente son meramente ilustrativas de las aplicaciones de los principios de esta descripción y pueden hacerse muchas otras realizaciones y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones.The arrangements of apparatus and methods described above are merely illustrative of the applications of the principles of this description and many other embodiments and modifications can be made without departing from the scope of the invention as defined in the claims.

A modo de ejemplo, la Fig. 13 muestra una cámara de pared blanda 200 que puede incorporarse al sistema de control y procesamiento de fluidos. Normalmente, un cartucho estilo reactivo a bordo requiere un volumen total de fluidos de al menos el doble del volumen total de reactivos y muestras combinados en sistemas rígidos. El uso de cámaras de paredes blandas puede reducir el volumen requerido. Estas cámaras tienen paredes flexibles y pueden formarse normalmente usando películas y termoformado. Una ventaja añadida de las paredes blandas es que no es necesario proporcionar ventilación si las paredes son lo suficientemente flexibles para permitir que colapsen cuando se vacía la cámara. En la Fig. 13, una pared lateral flexible 202 separa una cámara de reactivos 204 y una cámara de desechos 206. Debido a que los desechos se componen de la muestra y los reactivos, el volumen requerido para los desechos no es más que la suma de la muestra y los reactivos. La cámara de reactivos 204 se contrae mientras la cámara de desechos 206 se expande y viceversa. Esto puede ser un sistema cerrado sin conexión al exterior. La configuración puede reducir el tamaño global del cartucho y puede permitir cambios rápidos de los volúmenes de la cámara. También puede eliminar la ventilación y puede reducir los costes al reducir el número de plataformas que de otra manera deberían construirse con herramientas duras. En una realización, al menos dos de la pluralidad de cámaras en el sistema están separadas por una pared flexible para permitir el cambio de los volúmenes de cámara entre las cámaras.By way of example, Fig. 13 shows a soft wall chamber 200 that can be incorporated into the fluid control and processing system. Normally, an on-board reactive style cartridge requires a total volume of fluids of at least twice the total volume of reagents and samples combined in rigid systems. The use of soft-walled cameras can reduce the volume required. These cameras have flexible walls and can be formed normally using films and thermoforming. An added advantage of soft walls is that it is not necessary to provide ventilation if the walls are flexible enough to allow them to collapse when the chamber is emptied. In Fig. 13, a flexible side wall 202 separates a reagent chamber 204 and a waste chamber 206. Because the wastes are made up of the sample and the reagents, the volume required for the wastes is not more than the sum of the sample and reagents. Reagent chamber 204 contracts while waste chamber 206 expands and vice versa. This can be a closed system without connection to the outside. The configuration can reduce the overall size of the cartridge and can allow rapid changes in camera volumes. It can also eliminate ventilation and can reduce costs by reducing the number of platforms that should otherwise be built with hard tools. In one embodiment, at least two of the plurality of cameras in the system are separated by a flexible wall to allow the change of chamber volumes between the cameras.

La Fig. 14 muestra un conjunto de pistón 210 que incluye un vástago de pistón 212 conectado a un árbol de pistón 214 que tiene una sección transversal más pequeña que el vástago 212 para conducir pequeñas cantidades de fluidos. El árbol de pistón delgado 214 puede doblarse bajo una fuerza aplicada si es demasiado largo. El vástago de pistón 212 se mueve a lo largo de la parte superior del cañón o carcasa 216, mientras que el árbol de pistón 214 se mueve a lo largo de la parte inferior del cañón 216. El movimiento del vástago de pistón 212 guía el movimiento del árbol de pistón 214 y absorbe gran parte de la fuerza aplicada, de modo que se transmite muy poca fuerza de doblado al árbol de pistón delgado 214.Fig. 14 shows a piston assembly 210 that includes a piston rod 212 connected to a piston shaft 214 having a smaller cross section than the rod 212 for conducting small amounts of fluids. The thin piston shaft 214 can bend under an applied force if it is too long. The piston rod 212 moves along the top of the barrel or casing 216, while the piston shaft 214 moves along the bottom of the barrel 216. The movement of the piston rod 212 guides the movement of the piston shaft 214 and absorbs much of the applied force, so that very little bending force is transmitted to the thin piston shaft 214.

La Fig. 15 muestra una cámara lateral 220 que puede incorporarse al sistema. La cámara lateral 220 incluye un puerto de entrada 222 y un puerto de salida 224. En este ejemplo, la cámara lateral 220 incluye un filtro 226 dispuesto en el puerto de entrada 222. El fluido se dirige a fluir a través del puerto de entrada 222 en la cámara lateral 220 y hacia afuera a través del puerto de salida 224 para el filtrado lateral. Esto permite el filtrado de una muestra de fluidos o similar usando el sistema de control de fluidos de la invención. El fluido se puede recircular para lograr un mejor filtrado a través del filtro 226. Este prefiltrado es útil para eliminar partículas antes de introducir el fluido en las cámaras principales del sistema para evitar la obstrucción. El uso de una cámara lateral es ventajoso, a modo de ejemplo, para evitar contaminar la válvula y las cámaras principales en el sistema.Fig. 15 shows a side chamber 220 that can be incorporated into the system. The side chamber 220 includes an inlet port 222 and an outlet port 224. In this example, the side chamber 220 includes a filter 226 disposed in the inlet port 222. The fluid is directed to flow through the inlet port 222. in the side chamber 220 and outwardly through the outlet port 224 for lateral filtering. This allows filtering of a sample of fluids or the like using the fluid control system of the invention. The fluid can be recirculated to achieve better filtration through the filter 226. This prefiltering is useful for removing particles before introducing the fluid into the main chambers of the system to avoid clogging. The use of a side chamber is advantageous, by way of example, to avoid contaminating the valve and the main chambers in the system.

Se puede introducir una muestra de fluidos en la carcasa 12 del sistema de control y procesamiento de fluidos 10, que puede configurarse como un cartucho, por varios mecanismos, manuales o automatizados. Para la adición manual, un volumen medido de material puede colocarse en un área de recepción de la carcasa 12 (p. ej., una de la pluralidad de cámaras) a través de un puerto de entrada y luego se coloca una tapa sobre el puerto. Alternativamente, el área de recepción puede cubrirse mediante una barrera de goma o similar y la muestra se inyecta en el área de recepción pinchando la barrera con una aguja e inyectando la muestra a través de la aguja. Alternativamente, se puede añadir una mayor cantidad de material de muestra que la requerida para el análisis a la carcasa 12 y los mecanismos dentro de la carcasa 12 pueden efectuar la medición precisa y la división alícuota de la muestra necesaria para el protocolo especificado.A sample of fluids can be introduced into the housing 12 of the fluid control and processing system 10, which can be configured as a cartridge, by various mechanisms, manual or automated. For manual addition, a measured volume of material can be placed in a receiving area of the housing 12 (e.g., one of the plurality of cameras) through an input port and then a cover is placed over the port . Alternatively, the reception area can be covered by a rubber barrier or the like and the sample is injected into the reception area by pricking the barrier with a needle and injecting the sample through the needle. Alternatively, a larger amount of sample material than that required for analysis can be added to the housing 12 and the mechanisms within the housing 12 can perform the precise measurement and aliquot division of the sample necessary for the specified protocol.

Puede ser deseable colocar ciertas muestras, tal como material de biopsia de tejido, tierra, heces, exudados y otro material complejo en otro dispositivo o accesorio y luego colocar el dispositivo secundario o accesorio en la carcasa causando una acción mecánica que efectúa una función, tal como mezcla, división o extracción. Por ejemplo, se puede colocar una pieza de tejido en el lumen de un dispositivo secundario que sirve como la tapa del puerto de entrada. Cuando se presiona la tapa en el puerto, el tejido se fuerza a través de una malla que rebana o de otra manera divide el tejido.It may be desirable to place certain samples, such as tissue biopsy material, soil, feces, exudates and other complex material in another device or accessory and then place the secondary device or accessory in the housing causing a mechanical action that performs a function, such as a mixture, division or extraction. For example, a piece of tissue can be placed in the lumen of a secondary device that serves as the input port cover. When the lid is pressed into the port, the tissue is forced through a mesh that slices or otherwise divides the tissue.

Para la introducción automatizada de muestras, se emplean características de diseño de cartuchos o carcasas adicionales y, en muchos casos, se imparte una funcionalidad de recogida de muestras directamente en la carcasa. Con ciertas muestras, tales como las que presentan un riesgo de peligro para el operador o el entorno, tales como los patógenos del retrovirus humano, la transferencia de la muestra a la carcasa puede suponer un riesgo. Por lo tanto, en una realización, una jeringa o un sorbedor se pueden integrar en el dispositivo para proporcionar un medio para mover una muestra directamente a la carcasa. Alternativamente, el dispositivo puede incluir una aguja de punción venosa y un tubo que forma un conjunto que puede usarse para adquirir una muestra. Después de la recogida, el tubo y la aguja se eliminan y descartan y la carcasa 12 se coloca luego en un instrumento para efectuar el procesamiento. La ventaja de este enfoque es que el operador o el entorno no están expuestos a patógenos. For the automated introduction of samples, design features of additional cartridges or housings are employed and, in many cases, sample collection functionality is imparted directly into the housing. With certain samples, such as those that pose a risk of danger to the operator or the environment, such as human retrovirus pathogens, the transfer of the sample to the housing may pose a risk. Therefore, in one embodiment, a syringe or a sorberer can be integrated into the device to provide a means to move a sample directly to the housing. Alternatively, the device may include a venous puncture needle and a tube that forms an assembly that can be used to acquire a sample. After collection, the tube and needle are removed and discarded and the housing 12 is then placed in an instrument for processing. The advantage of this approach is that the operator or the environment is not exposed to pathogens.

El puerto de entrada se puede diseñar teniendo en cuenta los factores humanos apropiados en función de la naturaleza del espécimen previsto. Por ejemplo, los especímenes respiratorios se pueden adquirir del tracto respiratorio inferior como expectorantes de la tos o como muestras de frotis o cepillos de la parte posterior de la garganta o las narinas. En el primer caso, el puerto de entrada puede diseñarse para permitir que el paciente tosa directamente en la carcasa 12 o de otra manera para facilitar el escupido de la muestra expectorada en la carcasa. Para especímenes de cepillo o frotis, el espécimen se coloca en el puerto de entrada donde las características del puerto y el cierre facilitan la ruptura y retención del extremo del frotis o cepillo en el área de recepción del cartucho. The port of entry can be designed taking into account the appropriate human factors depending on the nature of the intended specimen. For example, respiratory specimens can be acquired from the lower respiratory tract as cough expectorants or as smear samples or brushes from the back of the throat or nostrils. In the first case, the inlet port may be designed to allow the patient to cough directly into the housing 12 or otherwise to facilitate spitting of the specimen expectorated into the housing. For specimens of brush or smear, the specimen is placed in the port of entry where the characteristics of the port and the closure facilitate the rupture and retention of the end of the smear or brush in the area of reception of the cartridge.

En otra realización, la carcasa 12 incluye uno o más tubos de entrada o sorbedores que pueden colocarse en un grupo de muestras, de modo que el material de muestra fluya en la carcasa 12. Alternativamente, un material de mecha hidrófila puede funcionar para extraer una muestra en el dispositivo. Por ejemplo, todo el cartucho se puede sumergir directamente en la muestra y una cantidad suficiente de muestra se absorbe en el material de mecha y se mecha en la carcasa 12. Luego se elimina la carcasa y se puede transportar al laboratorio o analizar directamente usando un instrumento portátil. En otra realización, el sistema de tubo puede utilizarse de modo que un extremo del tubo esté en comunicación directa con la carcasa para proporcionar una interfaz de fluidos con al menos una cámara y el otro extremo esté accesible al entorno externo para servir como un receptor para la muestra. El tubo se puede colocar luego en una muestra y servir como un sorbedor. Por lo tanto, el dispositivo puede incluir varias características para recoger una muestra de diversas fuentes diferentes y para mover la muestra a la carcasa 12, reduciendo así el manejo y los inconvenientes.In another embodiment, the housing 12 includes one or more inlet tubes or sips that can be placed in a group of samples, so that the sample material flows into the housing 12. Alternatively, a hydrophilic wick material can function to extract a shows on the device. For example, the entire cartridge can be directly submerged in the sample and a sufficient amount of sample is absorbed into the wick material and wicks into the housing 12. Then the housing is removed and can be transported to the laboratory or analyzed directly using a portable instrument In another embodiment, the tube system can be used so that one end of the tube is in direct communication with the housing to provide a fluid interface with at least one chamber and the other end is accessible to the external environment to serve as a receiver for the sample. The tube can then be placed in a sample and serve as a sorberer. Therefore, the device may include several features to collect a sample from various different sources and to move the sample to the housing 12, thereby reducing handling and inconvenience.

La Fig. 16 muestra un sistema de control y procesamiento de fluidos 310 que incluye una carcasa 312 que tiene una pluralidad de cámaras 313 en donde una de las cámaras es una cámara de procesamiento 314. La carcasa 312 incluye una pluralidad de puertos de cámara 325 configurados para comunicarse con un dispositivo de control de fluidos, tal como una válvula de control de fluidos giratoria similar a la válvula giratoria 16 en el sistema 10 de las Fig. 1-4. La válvula tiene una región de desplazamiento de fluidos similar a la región de desplazamiento de fluidos 50 en el sistema 10. Las cámaras 313 pueden incluir las mismas cámaras que en la realización de las Fig. 1-4 (es decir, la cámara de muestras 60, la cámara de desechos 64, la cámara de lavado 66, la cámara de lisis 70, la cámara de reactivos 78 y el recipiente de reacción 18). La carcasa 312 también incluye una región de procesamiento de fluidos o región activa similar a la región de procesamiento de fluidos 30 del sistema 10 en las Fig. 1-4. En tal configuración, los puertos de la cámara 325 estarán orientados hacia la superficie del puerto externo de la parte del disco de una válvula de control de fluidos giratoria.Fig. 16 shows a fluid control and processing system 310 that includes a housing 312 having a plurality of cameras 313 wherein one of the cameras is a processing chamber 314. The housing 312 includes a plurality of chamber ports 325 configured to communicate with a fluid control device, such as a rotary fluid control valve similar to the rotary valve 16 in the system 10 of Fig. 1-4. The valve has a fluid displacement region similar to the fluid displacement region 50 in the system 10. The chambers 313 may include the same chambers as in the embodiment of Figs. 1-4 (ie, the sample chamber 60, the waste chamber 64, the washing chamber 66, the lysis chamber 70, the reagent chamber 78 and the reaction vessel 18). The housing 312 also includes a fluid processing region or active region similar to the fluid processing region 30 of the system 10 in Figs. 1-4. In such a configuration, the ports of the chamber 325 will be oriented towards the surface of the external port of the disk part of a rotating fluid control valve.

La cámara de procesamiento 314 tiene un primer puerto 326 y un segundo puerto 327. En un ejemplo, el primer puerto 326 puede ser un puerto de entrada para recibir fluido y el segundo puerto 327 puede ser un puerto de salida para descargar fluido desde la cámara de procesamiento 314. La cámara de procesamiento 314 normalmente está formada o construida integralmente en el cuerpo principal de la carcasa 312, de modo que los puertos de entrada y salida de la cámara de procesamiento son dos de los puertos de la cámara. Alternativamente, la cámara de procesamiento 314 puede formarse como un miembro separado que puede insertarse en el cuerpo principal de la carcasa 312, teniendo el miembro insertado puertos de entrada y salida que se alinean con dos de los puertos de la cámara.The processing chamber 314 has a first port 326 and a second port 327. In one example, the first port 326 may be an input port for receiving fluid and the second port 327 may be an output port for discharging fluid from the chamber. of processing 314. The processing chamber 314 is normally formed or integrally constructed in the main body of the housing 312, so that the input and output ports of the processing chamber are two of the ports of the chamber. Alternatively, the processing chamber 314 can be formed as a separate member that can be inserted into the main body of the housing 312, the member having inlet and outlet ports that align with two of the chamber ports.

La cámara de procesamiento 314 puede contener un material de cámara de procesamiento, tal como un material o medio de enriquecimiento o un material o medio de agotamiento. Un material de enriquecimiento captura un objetivo, tal como un analito, del fluido que pasa a través de la cámara de procesamiento 314. Un material de agotamiento atrapa o retiene material no deseado del fluido que pasa a través de la cámara de procesamiento 314. El material de enriquecimiento o agotamiento puede comprender uno o más materiales en fase sólida. En general, los materiales en fase sólida pueden incluir perlas, fibras, membranas, papel de filtro, lana de vidrio, polímeros y geles.The processing chamber 314 may contain a processing chamber material, such as an enrichment material or medium or an exhaustion material or medium. An enrichment material captures an objective, such as an analyte, of the fluid that passes through the processing chamber 314. An exhaustion material traps or retains unwanted material from the fluid that passes through the processing chamber 314. The Enrichment or depletion material may comprise one or more solid phase materials. In general, solid phase materials may include beads, fibers, membranes, filter paper, glass wool, polymers and gels.

Por ejemplo, los materiales de enriquecimiento pueden incluir materiales cromatográficos, más particularmente materiales de fase absorbente, tales como materiales de fase inversa, materiales de intercambio iónico o materiales cromatográficos de afinidad en los que un miembro de unión se une covalentemente a una matriz insoluble. Para los materiales cromatográficos de afinidad, el miembro de unión puede ser específico de grupo (p. ej., una lectina, cofactor de enzima, Proteína A y similares) o específico de sustancia (p. ej., anticuerpo o fragmento de unión del mismo, antígeno para un anticuerpo particular de interés, oligonucleótido y similares). La matriz insoluble a la que se une el miembro de unión puede ser partículas, tales como vidrio poroso o perlas poliméricas, redes de hebras o filamentos de vidrio, una pluralidad de vástagos o capilares estrechos y similares. Por ejemplo, la matriz insoluble puede incluir perlas funcionalizadas con anticuerpos para capturar antígenos o haptenos para un proceso de inmunoensayo.For example, enrichment materials may include chromatographic materials, more particularly absorbent phase materials, such as reverse phase materials, ion exchange materials or affinity chromatographic materials in which a binding member covalently binds to an insoluble matrix. For affinity chromatographic materials, the binding member may be group specific (e.g., a lectin, enzyme cofactor, Protein A and the like) or substance specific (e.g., antibody or binding fragment of the same, antigen for a particular antibody of interest, oligonucleotide and the like). The insoluble matrix to which the joint member is attached can be particles, such as porous glass or polymeric beads, strands or glass filaments, a plurality of narrow stems or capillaries and the like. For example, the insoluble matrix may include beads functionalized with antibodies to capture antigens or haptens for an immunoassay process.

En lugar de partículas recubiertas u otras matrices insolubles, se puede emplear una membrana recubierta/impregnada que proporciona una retención selectiva del analito que comprende la fracción de una muestra de fluidos mientras que permite que el resto de la muestra fluya a través de la membrana y fuera de la cámara de procesamiento. Se ha desarrollado varias membranas hidrófilas, hidrófobas y de intercambio iónico para la extracción en fase sólida.Instead of coated particles or other insoluble matrices, a coated / impregnated membrane can be employed that provides selective retention of the analyte comprising the fraction of a fluid sample while allowing the rest of the sample to flow through the membrane and out of the processing chamber. Several hydrophilic, hydrophobic and ion exchange membranes have been developed for solid phase extraction.

Otro ejemplo de un material de enriquecimiento es un medio de gel, que puede usarse para proporcionar diversas capacidades de tamizado diferentes. El canal de enriquecimiento a través de la cámara de procesamiento 314 sirve para enriquecer un analito particular que comprende la fracción de una muestra líquida. Al variar el tamaño de los poros del medio, empleando dos o más medios de gel de diferente porosidad y/o proporcionando un gradiente de tamaño de los poros, se puede asegurar que el analito que comprende la fracción de interés de la muestra inicial se retiene en el medio de gel.Another example of an enrichment material is a gel medium, which can be used to provide various different screening capacities. The enrichment channel through the processing chamber 314 serves to enrich a particular analyte comprising the fraction of a liquid sample. By varying the size of the pores of the medium, using two or more gel media of different porosity and / or providing a gradient of pore size, it can be ensured that the analyte comprising the fraction of interest of the initial sample is retained in the middle of gel.

Para algunos materiales de enriquecimiento o materiales de agotamiento, puede ser necesario emplear un mecanismo de retención para mantener el material particular en la cámara de procesamiento. Se pueden usar fritas, tales como las fritas de vidrio para retener el material en la cámara de procesamiento. Las Fig. 18-23 muestran dos fritas 330, 332 dispuestas dentro de la cámara de procesamiento 314. En la realización mostrada, las fritas 330, 332 se mantienen en su lugar mediante una estructura de retención o miembro 336. El miembro de retención 336 puede configurarse como un módulo de procesamiento o un inserto que puede encajarse fácilmente en su lugar en un área de recepción de la cámara de procesamiento 314 y puede eliminarse convenientemente según se desee. Como se muestra en la Fig. 17, en una realización específica, la cámara de procesamiento 314 incluye un área de recepción 329 para recibir un módulo de procesamiento que contiene un material de enriquecimiento o un material de agotamiento. En otras realizaciones, el módulo de procesamiento puede comprender una columna que contiene un material de separación o una estructura que contiene un canal de separación para electroforesis capilar o enfoque isoeléctrico. La cámara de procesamiento 314 tiene un área de recogida 331 para recibir fluido que ha fluido a través del módulo de procesamiento 336.For some enrichment materials or depletion materials, it may be necessary to employ a retention mechanism to keep the particular material in the processing chamber. Frits, such as glass frits, can be used to retain the material in the processing chamber. Fig. 18-23 show two frits 330, 332 disposed within the processing chamber 314. In the embodiment shown, frits 330, 332 are held in place by a retention structure or member 336. The retention member 336 It can be configured as a processing module or an insert that can be easily snapped into place in a reception area of the processing chamber 314 and can be conveniently disposed of as desired. As shown in Fig. 17, in a specific embodiment, the processing chamber 314 includes a reception area 329 to receive a processing module containing an enrichment material or an exhaustion material. In other embodiments, the processing module may comprise a column containing a separation material or a structure containing a separation channel for capillary electrophoresis or isoelectric focusing. The processing chamber 314 has a collection area 331 for receiving fluid that has flowed through the processing module 336.

Haciendo referencia a las Fig. 18-23, el módulo de procesamiento 336 incluye preferiblemente un pico 333 que dirige el fluido en el área de recogida 331. El módulo de procesamiento incluye una primera frita 330 que está dispuesta adyacente al primer puerto 326 y la segunda frita 332 está espaciada de la primera frita 330 para proporcionar un espacio 338 para el material de enriquecimiento o el material de agotamiento. En una realización, el fluido entra en la cámara de procesamiento 314 a través del primer puerto 326, pasa a través de la primera frita 330, el material de enriquecimiento o el material de agotamiento en el espacio 338 y la segunda frita 332 y luego por gravedad fluye al área de recogida 331 de la cámara de procesamiento sobre el segundo puerto 327 y sale de la cámara de procesamiento 314 a través del puerto 327. El espacio 338 sirve como otra región de procesamiento de fluidos. Referring to Fig. 18-23, the processing module 336 preferably includes a peak 333 that directs the fluid in the collection area 331. The processing module includes a first frit 330 that is disposed adjacent to the first port 326 and the Second frit 332 is spaced from the first frit 330 to provide a space 338 for the enrichment material or the depletion material. In one embodiment, the fluid enters the processing chamber 314 through the first port 326, passes through the first frit 330, the enrichment material or the depletion material in space 338 and the second frit 332 and then through Gravity flows to the collection area 331 of the processing chamber over the second port 327 and exits the processing chamber 314 through port 327. The space 338 serves as another fluid processing region.

En un ejemplo, se extrae un fluido de muestra de la cámara de muestras girando la válvula para colocar la región de desplazamiento de fluidos en comunicación de fluidos con la cámara de muestras a través del primer puerto externo. Esto se ilustra para el sistema 10 de las Fig. 1-4 en las Fig. 9A y 9AA, que generalmente es el mismo que el sistema 310 de las Fig. 16-23, excepto para la cámara de procesamiento adicional 314 en el sistema 310. El fluido de muestra circunvala la región de procesamiento de fluidos (región 30 en el sistema 10) y entra en la región de desplazamiento de fluidos (región 50 en el sistema 10). La válvula (válvula 16 en el sistema 10) se gira para colocar el primer puerto externo en comunicación de fluidos con la cámara de procesamiento 314. El fluido de muestra se conduce desde la región de desplazamiento de fluidos en la cámara de procesamiento 314 a través del puerto de entrada 326, circunvalando la región de procesamiento de fluidos. A medida que el fluido fluye a través de la cámara de procesamiento 314 que contiene un material de enriquecimiento a través del puerto de entrada 326, por ejemplo, el analito que comprende la fracción de muestra será retenido por el material de enriquecimiento, tal como un material cromatográfico en la cámara de procesamiento 314. La parte de desechos restante del fluido se extrae fuera de la cámara de procesamiento 314 a través del puerto de salida 327 y en la región de desplazamiento de fluidos de la válvula girando la válvula para colocar el primer puerto externo en comunicación de fluidos con el puerto de salida 327 de la cámara de procesamiento 314. Luego, la válvula se gira para colocar el primer puerto externo en comunicación de fluidos con la cámara de desechos (cámara 64 en el sistema 10) y el fluido de desechos se conduce desde la región de desplazamiento de fluidos en la cámara de desechos. Un líquido de elución puede fluir luego a través del material de enriquecimiento en la cámara de procesamiento 314 para liberar la fracción de muestra enriquecida del material de enriquecimiento y transportarla desde la cámara de procesamiento 314 a otra cámara u otra región, tal como una región activa. El líquido de elución se puede extraer primero en la región de desplazamiento de fluidos de la válvula desde otra cámara y luego conducirse desde la región de desplazamiento de fluidos en el puerto de entrada 326 de la cámara de procesamiento 314 mediante la manipulación de la válvula giratoria. El líquido de elución y la fracción de muestra enriquecida liberada pueden extraerse desde la cámara de procesamiento 314 a través del puerto de salida 327, ya sea en la región de desplazamiento de fluidos a través del primer puerto externo (puerto 42 en el sistema 10) circunvalando la región de procesamiento de fluidos o a través de la región de procesamiento de fluidos (región 30 en el sistema 10) y en la región de desplazamiento de fluidos a través del segundo puerto externo (puerto 46 en el sistema 10). La válvula giratoria puede manipularse, además, para transferir el fluido a otras cámaras o regiones del sistema 310.In one example, a sample fluid is removed from the sample chamber by rotating the valve to place the fluid displacement region in fluid communication with the sample chamber through the first external port. This is illustrated for the system 10 of Figs. 1-4 in Figs. 9A and 9AA, which is generally the same as the system 310 of Figs. 16-23, except for the additional processing chamber 314 in the system. 310. The sample fluid circles the fluid processing region (region 30 in system 10) and enters the fluid displacement region (region 50 in system 10). The valve (valve 16 in the system 10) is rotated to place the first external port in fluid communication with the processing chamber 314. The sample fluid is conducted from the fluid displacement region in the processing chamber 314 through from inlet port 326, bypassing the fluid processing region. As the fluid flows through the processing chamber 314 containing an enrichment material through the inlet port 326, for example, the analyte comprising the sample fraction will be retained by the enrichment material, such as a Chromatographic material in the processing chamber 314. The remaining waste part of the fluid is removed out of the processing chamber 314 through the outlet port 327 and into the fluid displacement region of the valve by rotating the valve to place the first external port in fluid communication with the output port 327 of the processing chamber 314. Then, the valve is rotated to place the first external port in fluid communication with the waste chamber (chamber 64 in system 10) and the Waste fluid is conducted from the fluid displacement region in the waste chamber. An elution liquid can then flow through the enrichment material in the processing chamber 314 to release the enriched sample fraction of the enrichment material and transport it from the processing chamber 314 to another chamber or other region, such as an active region . The elution liquid can be first drawn into the fluid displacement region of the valve from another chamber and then conducted from the fluid displacement region at the inlet port 326 of the processing chamber 314 by manipulating the rotary valve . The elution liquid and the enriched sample fraction released can be extracted from the processing chamber 314 through the outlet port 327, either in the fluid displacement region through the first external port (port 42 in system 10) bypassing the fluid processing region or through the fluid processing region (region 30 in system 10) and in the fluid displacement region through the second external port (port 46 in system 10). The rotary valve can also be manipulated to transfer the fluid to other chambers or regions of the 310 system.

En otro ejemplo, se proporciona un material de agotamiento en la cámara de procesamiento 314 para atrapar o eliminar material no deseado de un fluido de muestra. La válvula se puede usar para transferir el fluido de muestra desde la cámara de muestra a la cámara de procesamiento 314, como se ha descrito anteriormente. A medida que el fluido fluye a través de la cámara de procesamiento 314 que contiene un material de agotamiento a través del puerto de entrada 326, los materiales no deseados, tales como desperdicios celulares, contaminantes o inhibidores de la amplificación, se agotan del fluido. El fluido restante se extrae fuera de la cámara de procesamiento 314 a través del puerto de salida 327 girando la válvula para colocar la región de desplazamiento de fluidos en comunicación de fluidos con el puerto de salida 327. El fluido se puede extraer a través del segundo puerto externo (puerto 46 en el sistema 10) primero en la región de procesamiento de fluidos (región 30 en el sistema 10) y luego en la región de desplazamiento de fluidos de la válvula. Alternativamente, el fluido se puede extraer a través del primer puerto externo (puerto 42 en el sistema 10) en la región de desplazamiento de fluidos circunvalando la región de procesamiento de fluidos. El fluido puede ser posteriormente conducido desde la región de desplazamiento de fluidos en otra cámara o región del sistema 310 mediante la manipulación de la válvula giratoria.In another example, a depletion material is provided in the processing chamber 314 to trap or remove unwanted material from a sample fluid. The valve can be used to transfer the sample fluid from the sample chamber to the processing chamber 314, as described above. As the fluid flows through the processing chamber 314 containing an exhaustion material through the inlet port 326, unwanted materials, such as cellular waste, contaminants or amplification inhibitors, deplete of the fluid. The remaining fluid is drawn out of the processing chamber 314 through the outlet port 327 by rotating the valve to place the fluid displacement region in fluid communication with the outlet port 327. The fluid can be extracted through the second external port (port 46 in system 10) first in the fluid processing region (region 30 in system 10) and then in the fluid displacement region of the valve. Alternatively, the fluid can be extracted through the first external port (port 42 in the system 10) in the fluid displacement region by circumvailing the fluid processing region. The fluid can be subsequently conducted from the fluid displacement region in another chamber or region of the system 310 by manipulating the rotary valve.

En lugar de materiales en fase sólida, la cámara de procesamiento 314 puede albergar materiales en fase líquida, tales como, por ejemplo, ficol, dextrano, polietilenglicol (PEG), sacarosa y similares.Instead of solid phase materials, the processing chamber 314 can house liquid phase materials, such as, for example, ficol, dextran, polyethylene glycol (PEG), sucrose and the like.

Al proporcionar una o más cámaras de procesamiento en el sistema de procesamiento de fluidos 310, el sistema 310 se vuelve más versátil y es capaz de realizar pasos adicionales de preparación de la muestra distintos a los realizados en la región activa o la región de procesamiento en el cuerpo de válvula (p. ej., región de procesamiento 30 en la Fig. 8), para lograr una filtración de múltiples etapas, funciones consecutivas y similares en un único dispositivo. Es más, la cámara de procesamiento puede estar acoplada de manera fluida con un volumen de fluido externo para facilitar el procesamiento de gran volumen. La cámara de procesamiento también puede estar acoplada de manera fluida con una cámara externa que contiene materiales que no son deseables dentro del cuerpo principal 312 del sistema de procesamiento de fluidos 310.By providing one or more processing chambers in the fluid processing system 310, the system 310 becomes more versatile and is capable of performing additional sample preparation steps other than those performed in the active region or the processing region in the valve body (e.g., processing region 30 in Fig. 8), to achieve multi-stage filtration, consecutive functions and the like in a single device. Moreover, the processing chamber can be fluidly coupled with an external fluid volume to facilitate large volume processing. The processing chamber can also be fluidly coupled with an external chamber containing materials that are not desirable within the main body 312 of the fluid processing system 310.

En general, las regiones de procesamiento en las cámaras de procesamiento (p. ej., la cámara de procesamiento 314 en la Fig. 16) y en el cuerpo de válvula (p. ej., la región de procesamiento 30 en la Fig. 8) pueden contener cada una materiales de enriquecimiento o materiales de agotamiento. En algunas realizaciones, cada región de procesamiento puede contener uno o más de tales materiales. Por ejemplo, un filtro (p. ej., el filtro o la pila de filtros 27 en la Fig. 8) o perlas se pueden colocar en una región de procesamiento para eliminar materiales no deseados, tales como desperdicios celulares de la muestra o para conseguir la concentración de células. El filtro o las perlas se pueden usar para unir objetivos específicos, tales como moléculas particulares en la muestra o para eliminar objetivos específicos, tales como proteínas, inhibidores o similares. En algunas realizaciones, una región de procesamiento incluye un filtro y otro material en fase sólida, tales como perlas, fibras o lana, para el aislamiento molecular de objetivos moleculares o la eliminación molecular de materiales moleculares. En otras realizaciones, una región de procesamiento puede incluir diferentes tipos de perlas, tales como perlas magnéticas, perlas de vidrio, perlas poliméricas y similares. Las perlas se pueden usar para captura de células, lisis celular, unión de analito, unión de material no deseado o similares. En algunas realizaciones, se puede usar un único tipo de perlas para realizar dos o más de las funciones de captura de células, lisis celular, unión de analito y unión de material no deseado. A modo de ejemplo, las células pueden adherirse a las perlas y lisarse para liberar su contenido de ácido nucleico y el lisado junto con el ácido nucleico liberado se puede mover a una región o cámara separada para su posterior procesamiento, dejando atrás las perlas y sus desperdicios celulares adherentes.In general, the processing regions in the processing chambers (e.g., the processing chamber 314 in Fig. 16) and in the valve body (e.g., the processing region 30 in Fig. 8) can each contain enrichment materials or depletion materials. In some embodiments, each processing region may contain one or more such materials. For example, a filter (e.g., the filter or filter stack 27 in Fig. 8) or beads can be placed in a processing region to remove unwanted materials, such as cellular waste from the sample or to Get the concentration of cells. The filter or beads can be used to bind specific targets, such as particular molecules in the sample or to eliminate specific targets, such as proteins, inhibitors or the like. In some embodiments, a processing region includes a filter and other solid phase material, such as beads, fibers or wool, for molecular isolation of molecular targets or molecular removal of molecular materials. In other embodiments, a processing region may include different types of beads, such as magnetic beads, glass beads, polymer beads and the like. The beads can be used for cell capture, cell lysis, analyte binding, unwanted material binding or the like. In some embodiments, a single type of beads can be used to perform two or more of the functions of cell capture, cell lysis, analyte binding and unwanted material binding. By way of example, the cells can adhere to the beads and lysate to release their nucleic acid content and the lysate together with the released nucleic acid can be moved to a separate region or chamber for further processing, leaving the beads and their beads behind. adherent cell waste.

En otra realización, se proporciona un canal de separación para realizar electroforesis capilar (CE por sus siglas en inglés), enfoque isoeléctrico (IEF por sus siglas en inglés) o similares. Esto se puede hacer antes o después de la amplificación del ácido nucleico. El canal de separación puede ser un miembro separado que se inserta en una cámara del sistema de procesamiento de fluidos, se puede formar como un microcanal en la carcasa del sistema o se puede construir en una de las cámaras del sistema.In another embodiment, a separation channel for performing capillary electrophoresis (CE), isoelectric focusing (IEF) or the like is provided. This can be done before or after nucleic acid amplification. The separation channel can be a separate member that is inserted into a chamber of the fluid processing system, can be formed as a microchannel in the system housing or can be constructed in one of the system's chambers.

La Fig. 24 muestra un canal o región de separación 350 en el sistema de control y procesamiento de fluidos 354. El canal de separación 350 se forma normalmente como un miembro separado que se ensambla en el sistema 354 y, en algunas realizaciones, se puede disponer en una cámara 352. Alternativamente, el canal de separación 350 puede estar formado integralmente o construido en el sistema 354. El canal de separación 350 puede ser un canal delgado o un capilar acoplado entre al menos dos electrodos, que en la realización específica mostrada incluyen dos tubos metálicos 356, 358. El extremo inferior del canal 350 está acoplado de manera fluida a un depósito inferior 361 que está acoplado de manera fluida a un puerto de cámara o puerto de depósito 360, mientras que el extremo superior del canal 350 está acoplado de manera fluida a un depósito ventilado 362 provisto en una estructura de soporte 366 para soportar el canal de separación 350. Los tubos metálicos 356, 358 sirven como electrodos para recibir energía eléctrica y aplicar un campo eléctrico al fluido en el canal de separación 350. Los cables conductores en contacto con los tubos metálicos 356, 358 pueden moldearse en plástico y llevan a áreas de contacto respectivas en la superficie externa de la carcasa del sistema 354. Luego se puede conectar una fuente de voltaje a las áreas de contacto para aplicar una diferencia de voltaje entre las áreas de contacto y, por lo tanto, entre los electrodos. Alternativamente, pueden proporcionarse electrodos como parte de un instrumento externo para aplicar el campo eléctrico y estar inmersos en depósitos en los extremos del canal de separación 350. El fluido de muestra es bombeado normalmente por el pistón 368 de la válvula 370 desde la región de desplazamiento de fluidos 372 a través de uno de los puertos externos del cuerpo de válvula (p. ej., el puerto externo 342) al canal de separación 350 a través del puerto de depósito 360 y el depósito 361. Se inyecta un tapón de muestra en el canal de separación 350 y la parte restante del fluido de muestra en el depósito 361 se puede extraer luego a través del puerto de la cámara 360 en la región de desplazamiento de fluidos 372 de la válvula 370 por el pistón 368. El depósito 362 se puede usar para introducir soluciones tampón, disolvente de elución, reactivo, enjuague y lavado o similares en la trayectoria de flujo electroforético del canal de separación 350.Fig. 24 shows a separation channel or region 350 in the fluid control and processing system 354. The separation channel 350 is normally formed as a separate member that is assembled in the system 354 and, in some embodiments, can be arranged in a chamber 352. Alternatively, the separation channel 350 may be integrally formed or constructed in the system 354. The separation channel 350 may be a thin channel or a capillary coupled between at least two electrodes, which in the specific embodiment shown they include two metal tubes 356, 358. The lower end of the channel 350 is fluidly coupled to a lower reservoir 361 that is fluidly coupled to a chamber port or reservoir port 360, while the upper end of the channel 350 is fluidly coupled to a ventilated reservoir 362 provided in a support structure 366 to support the separation channel 350. The metal tubes 356, 358 serve in as electrodes for receiving electrical energy and applying an electric field to the fluid in the separation channel 350. The conductive cables in contact with the metal tubes 356, 358 can be molded in plastic and lead to respective contact areas on the external surface of the System housing 354. A voltage source can then be connected to the contact areas to apply a voltage difference between the contact areas and, therefore, between the electrodes. Alternatively, electrodes may be provided as part of an external instrument to apply the electric field and be immersed in reservoirs at the ends of the separation channel 350. The sample fluid is normally pumped by the piston 368 of the valve 370 from the displacement region of fluids 372 through one of the external ports of the valve body (e.g., external port 342) to the separation channel 350 through reservoir port 360 and reservoir 361. A sample plug is injected into the separation channel 350 and the remaining part of the sample fluid in the tank 361 can then be extracted through the port of the chamber 360 in the fluid displacement region 372 of the valve 370 by the piston 368. The tank 362 is it can be used to introduce buffer solutions, elution solvent, reagent, rinse and wash or the like into the electrophoretic flow path of the separation channel 350.

Las entidades en el tapón de muestra, tales como moléculas, partículas, células y similares, se mueven a través de un medio contenido en el canal de separación 350 bajo la influencia del campo eléctrico aplicado. Dependiendo de la naturaleza de las entidades (p. ej., si llevan una carga eléctrica), así como de la química de la superficie de la cámara electroforética en la que la electroforesis se lleva a cabo, las entidades pueden moverse a través del medio bajo la influencia directa del campo eléctrico aplicado o como resultado del flujo de fluido a granel a través del paso de vía resultante de la aplicación del campo eléctrico, tal como un flujo electroosmótico. Cuando el tapón de muestra se separa en bandas de especies en el canal de separación 350, las bandas se detectan, a modo de ejemplo, ópticamente por un detector de un único punto dispuesto en una ubicación fija o por un detector de escaneo que escanea a lo largo de la longitud del canal 350. Para facilitar la detección óptica, una parte de la carcasa puede ser ópticamente transmisora o transparente. Alternativamente, el detector puede insertarse en la carcasa y colocarse adyacente al canal 350 (p. ej., en una cámara que alberga el canal 350).The entities in the sample cap, such as molecules, particles, cells and the like, move through a medium contained in the separation channel 350 under the influence of the applied electric field. Depending on the nature of the entities (e.g., if they carry an electric charge), as well as the surface chemistry of the electrophoretic chamber in which electrophoresis is carried out, entities can move through the medium. under the direct influence of the applied electric field or as a result of bulk fluid flow through the passageway resulting from the application of the electric field, such as an electroosmotic flow. When the sample plug is separated into bands of species in the separation channel 350, the bands are detected, by way of example, optically by a single point detector arranged at a fixed location or by a scanning detector scanning at along the length of the channel 350. To facilitate optical detection, a part of the housing can be optically transmitting or transparent. Alternatively, the detector can be inserted into the housing and placed adjacent to channel 350 (e.g., in a chamber that houses channel 350).

Normalmente, la separación se realiza después de la amplificación, a modo de ejemplo, usando el método como se ha descrito anteriormente en las Fig. 9A-9LL. En un ejemplo, un producto amplificado (p. ej., ácido nucleico amplificado por PCR) se introduce como muestra en el depósito 361. El canal de separación 350 está prelleno con un material de separación, tal como un gel o tampón. Se aplica un voltaje a través de los electrodos 356, 358 para inyectar un tapón de muestra desde el depósito 361. El resto de la muestra se elimina luego del depósito 361. A continuación, se introduce un tampón, tal como una solución de electrolito, en el depósito 361. Se aplica una diferencia de voltaje entre los electrodos 356, 358 para formar un campo eléctrico que induce el flujo de un tapón de muestra a través del canal de separación 350 y separa el tapón de muestra ahí en bandas de especies, que se detectan usando, a modo de ejemplo, un detector óptico de punto único o un detector de escaneo.Normally, separation is performed after amplification, by way of example, using the method as described above in Fig. 9A-9LL. In one example, an amplified product (eg, PCR-amplified nucleic acid) is introduced as sample in reservoir 361. The separation channel 350 is prefilled with a separation material, such as a gel or buffer. A voltage is applied across the electrodes 356, 358 to inject a sample plug from the tank 361. The rest of the sample is removed after the tank 361. Next, a buffer is introduced, such as an electrolyte solution, in the tank 361. A voltage difference is applied between the electrodes 356, 358 to form an electric field that induces the flow of a sample plug through the separation channel 350 and separates the sample plug there into bands of species, which are detected using, by way of example, a single point optical detector or a scanning detector.

La Fig. 25 muestra la válvula 416 de otro sistema 410 que tiene una carcasa con una pluralidad de cámaras similares al sistema 10 de las Fig. 1-4, excepto que la válvula 416 tiene solo un puerto externo 442. La válvula 416 incluye un cuerpo de válvula 420 que tiene una parte de disco 422 y una parte tubular 424. La parte de disco 422 tiene una superficie de puerto externo generalmente plana 423. La válvula 416 puede girar con respecto a la carcasa 412 del sistema 410 (ver Fig. 26A y 26AA). La carcasa 412 incluye una pluralidad de puertos de cámara orientados hacia la superficie del puerto externo 423 de la parte de disco 422 de la válvula 416 para permitir la comunicación de fluidos entre las cámaras de la carcasa 412 y la válvula 416. La parte de disco 422 incluye una región de procesamiento de fluidos 430, un primer canal de flujo 440 que se extiende entre el puerto externo 442 y la región de procesamiento de fluidos 430 y un segundo canal de flujo 438 que se extiende entre la región de procesamiento de fluidos 430 y una región de desplazamiento de fluidos 450 en el parte tubular 424 de la válvula 416. La región de procesamiento de fluidos 430 está en comunicación de fluidos continua con la región de desplazamiento de fluidos 450. Una cubierta exterior 428 se coloca sobre la región de procesamiento de fluidos 430. La región de procesamiento de fluidos 430 se puede usar para someter un fluido que fluye ahí a través a diversos procesamientos acústicos, ópticos, térmicos, eléctricos, mecánicos o químicos.Fig. 25 shows the valve 416 of another system 410 having a housing with a plurality of chambers similar to the system 10 of Fig. 1-4, except that the valve 416 has only an external port 442. The valve 416 includes a valve body 420 having a disk part 422 and a tubular part 424. The disk part 422 has a generally flat outer port surface 423. The valve 416 can rotate with respect to the housing 412 of the system 410 (see Fig. 26A and 26AA). The housing 412 includes a plurality of chamber ports oriented towards the surface of the external port 423 of the disk part 422 of the valve 416 to allow fluid communication between the chambers of the housing 412 and the valve 416. The disk part 422 includes a fluid processing region 430, a first flow channel 440 that extends between the external port 442 and the fluid processing region 430 and a second flow channel 438 that extends between the fluid processing region 430 and a fluid displacement region 450 in the tubular part 424 of the valve 416. The fluid processing region 430 is in continuous fluid communication with the fluid displacement region 450. An outer shell 428 is placed over the region of fluid processing 430. The fluid processing region 430 can be used to subject a fluid flowing there through various acoustic processing, optical, thermal, electrical, mechanical or chemical.

Como se muestra en la Fig. 25, un miembro de desplazamiento de fluidos en forma de un émbolo o pistón 454 está dispuesto de manera móvil en la región de desplazamiento 450 de la parte tubular 424 para moverse arriba y abajo a lo largo del eje 452. Cuando el pistón 454 se mueve hacia arriba, expande el volumen de la región de desplazamiento 450 para producir una succión para extraer el fluido en la región 450. Cuando el pistón 454 se mueve hacia abajo, disminuye el volumen de la región de desplazamiento 450 para conducir el fluido fuera de la región 450. A medida que la válvula giratoria 416 se gira alrededor de su eje 452 con respecto a la carcasa 412, el puerto externo 442 puede acoplarse de manera fluida con una de las cámaras o recipiente de reacción en la carcasa 412. Dependiendo de la acción del pistón 454, el puerto externo 442 es ya sea un puerto de entrada o un puerto de salida.As shown in Fig. 25, a fluid displacement member in the form of a piston or piston 454 is movably arranged in the displacement region 450 of the tubular part 424 to move up and down along the axis 452 When the piston 454 moves up, it expands the volume of the displacement region 450 to produce a suction to extract the fluid in the region 450. When the piston 454 moves down, the volume of the displacement region 450 decreases. to drive the fluid out of the region 450. As the rotary valve 416 is rotated about its axis 452 with respect to the housing 412, the external port 442 can be fluidly coupled with one of the chambers or reaction vessel in the housing 412. Depending on the action of the piston 454, the external port 442 is either an input port or an output port.

Para demostrar la función de medición y distribución de fluidos de la válvula 416, las Fig. 26A-26EE ilustran el funcionamiento de la válvula 416 para un protocolo específico. En las Fig. 26A y 26AA, el puerto externo 442 se coloca en comunicación de fluidos con una cámara de muestras 460 girando la válvula 416 y el pistón 454 se tira hacia arriba para extraer una muestra de fluidos desde la cámara de muestras 460 a través del primer canal de flujo 440, la región de procesamiento de fluidos 430 y el segundo canal de flujo 438 y en la región de desplazamiento de fluidos 450. Por simplicidad, el pistón 454 no se muestra en las Fig. 26A-26EE.To demonstrate the fluid measurement and distribution function of valve 416, Fig. 26A-26EE illustrate the operation of valve 416 for a specific protocol. In Figs. 26A and 26AA, the external port 442 is placed in fluid communication with a sample chamber 460 by turning the valve 416 and the piston 454 is pulled upwards to extract a sample of fluids from the sample chamber 460 through of the first flow channel 440, the fluid processing region 430 and the second flow channel 438 and in the fluid displacement region 450. For simplicity, the piston 454 is not shown in Fig. 26A-26EE.

Como se muestra en las Fig. 26B y 26BB, la válvula 416 luego se gira para colocar el puerto externo 442 en comunicación de fluidos con una cámara de almacenamiento 470 que contiene un fluido de lisis (p. ej., un reactivo de lisis o tampón). El pistón 454 se empuja hacia abajo para transferir la muestra de fluidos desde la región de desplazamiento de fluidos 450 a la cámara de almacenamiento 470. El pistón 454 se tira luego hacia arriba para extraer la muestra de fluidos y el fluido de lisis desde la cámara de almacenamiento 470 a la región de desplazamiento de fluidos 450. El líquido de lisis se mezcla con la muestra y efectúa la lisis de células o virus en la muestra. Se puede aplicar energía adicional a la región de procesamiento 430 para ayudar al proceso de lisis. A modo de ejemplo, un miembro sónico 476, tal como una bocina ultrasónica puede colocarse en contacto con la cubierta exterior 428 para transmitir energía ultrasónica en la región de procesamiento 430 para facilitar la lisis de células o virus de la muestra de fluidos a medida que el fluido fluye desde la región de desplazamiento de fluidos 450 a la cámara de almacenamiento 470 y/o desde la cámara de almacenamiento 470 de vuelta a la región de desplazamiento de fluidos 450. La cubierta exterior 428 en una realización preferida es una pared de interfaz que tiene forma de cúpula o incluye costillas de refuerzo. As shown in Figs. 26B and 26BB, the valve 416 is then rotated to place the external port 442 in fluid communication with a storage chamber 470 containing a lysis fluid (e.g., a lysis reagent or tampon). The piston 454 is pushed down to transfer the fluid sample from the fluid displacement region 450 to the storage chamber 470. The piston 454 is then pulled up to extract the fluid sample and the lysis fluid from the chamber. from storage 470 to the fluid displacement region 450. The lysis liquid is mixed with the sample and lyses cells or viruses in the sample. Additional energy can be applied to the processing region 430 to aid the lysis process. By way of example, a sonic member 476, such as an ultrasonic horn, can be placed in contact with the outer shell 428 to transmit ultrasonic energy in the processing region 430 to facilitate lysis of cells or viruses in the fluid sample as the fluid flows from the fluid displacement region 450 to the storage chamber 470 and / or from the storage chamber 470 back to the fluid displacement region 450. The outer cover 428 in a preferred embodiment is an interface wall It has a dome shape or includes reinforcement ribs.

En las Fig. 26C y 26CC, la válvula 416 se gira para colocar el puerto externo 442 en comunicación de fluidos con una cámara de reactivos 478 y el pistón 454 se empuja hacia abajo para forzar que el lisado fluya desde la región de procesamiento de fluidos 430 a la cámara de reactivos 478. La cámara de reactivos 478 contiene normalmente reactivos (p. ej., reactivos de PCR y sondas fluorescentes) para mezclarse con la muestra de fluidos. Luego, los fluidos se mezclan en la cámara de reactivos 478 mediante alternancia de la mezcla entre la región de desplazamiento de fluidos 450 y la cámara de reactivos 478 a medida que el pistón 454 se mueve arriba y abajo. En las Fig. 26D, 26DD y 26D'D ', la válvula 416 se gira para colocar el puerto externo 442 en comunicación de fluidos con una primera rama 484 acoplada al recipiente de reacción 418, mientras que la segunda rama 486 que está acoplada al recipiente de reacción 418 se coloca en comunicación de fluidos con la ranura de cruce 456. La primera rama 484 y la segunda rama 486 están dispuestas a diferentes radios desde el eje 452 de la válvula 416, con la primera rama 484 teniendo un radio común con el puerto externo 442 y la segunda rama 486 teniendo un radio común con la ranura de cruce 456. La ranura de cruce 456 también está en comunicación de fluidos con la cámara de reactivos 478 (Fig. 26D) y sirve para puentear el hueco entre la cámara de reactivos 478 y la segunda rama 486 para proporcionar un flujo de cruce ahí entre ellas. El puerto externo está dispuesto dentro de un rango de radios de puerto externo desde el eje y la ranura de cruce está dispuesta dentro de un rango de radios de ranura de cruce desde el eje, donde el rango de radios de puerto externo y el rango de radios de ranura de cruce no se superponen. La colocación de la ranura de cruce 456 en un radio diferente al radio del puerto externo 442 es ventajosa, porque evita la contaminación cruzada de la ranura de cruce 456 por contaminantes que pueden estar presentes en el área cerca de las superficies entre la válvula 416 y la carcasa 412 en el radio del puerto externo 442 como resultado del movimiento giratorio de la válvula 416.In Figs. 26C and 26CC, the valve 416 is rotated to place the external port 442 in fluid communication with a reagent chamber 478 and the piston 454 is pushed down to force the lysate to flow from the fluid processing region 430 to reagent chamber 478. Reagent chamber 478 normally contains reagents (eg, PCR reagents and fluorescent probes) for mixing with the fluid sample. The fluids are then mixed in the reagent chamber 478 by alternating the mixture between the fluid displacement region 450 and the reagent chamber 478 as the piston 454 moves up and down. In Fig. 26D, 26DD and 26D'D ', the valve 416 is rotated to place the external port 442 in fluid communication with a first branch 484 coupled to the reaction vessel 418, while the second branch 486 which is coupled to the reaction vessel 418 is placed in fluid communication with the crossing groove 456. The first branch 484 and the second branch 486 are arranged at different radii from the axis 452 of the valve 416, with the first branch 484 having a common radius with the external port 442 and the second branch 486 having a common radius with the crossing slot 456. The crossing slot 456 is also in fluid communication with the reagent chamber 478 (Fig. 26D) and serves to bridge the gap between the reagent chamber 478 and the second branch 486 to provide a cross flow there between them. The external port is arranged within a range of external port radii from the axis and the crossover slot is arranged within a range of crossover slot radii from the axis, where the range of external port radii and the range of Cross slot radii do not overlap. The placement of the crossing groove 456 in a radius other than the radius of the external port 442 is advantageous, because it prevents cross contamination of the crossing groove 456 by contaminants that may be present in the area near the surfaces between the valve 416 and the housing 412 in the radius of the external port 442 as a result of the rotary movement of the valve 416.

Para llenar el recipiente de reacción 418, el pistón 454 se tira hacia arriba para extraer la mezcla en la cámara de reactivos 478 a través de la ranura de cruce 456 y la segunda rama 486 en el recipiente de reacción 418. En tal disposición, el recipiente de reacción 418 es la cámara de aspiración o se denomina como la primera cámara y la cámara de reactivos 478 es la cámara de origen o se denomina como la segunda cámara. La válvula 416 se gira luego para colocar el puerto externo en comunicación de fluidos con la primera rama 484, como se muestra en las Fig. 26E y 26EE. El pistón 454 se empuja hacia abajo para presurizar la mezcla dentro del recipiente de reacción 418. El recipiente de reacción 418 puede insertarse en una cámara de reacción térmica para realizar la amplificación y/o detección de ácido nucleico. Las dos ramas 484, 486 permiten el llenado y la evacuación de la cámara de reacción del recipiente de reacción 418.To fill the reaction vessel 418, the piston 454 is pulled upwards to extract the mixture in the reagent chamber 478 through the crossing groove 456 and the second branch 486 in the reaction vessel 418. In such an arrangement, the reaction vessel 418 is the aspiration chamber or is referred to as the first chamber and reagent chamber 478 is the original chamber or is referred to as the second chamber. The valve 416 is then rotated to place the external port in fluid communication with the first branch 484, as shown in Fig. 26E and 26EE. The piston 454 is pushed down to pressurize the mixture into the reaction vessel 418. The reaction vessel 418 can be inserted into a thermal reaction chamber to perform amplification and / or detection of nucleic acid. The two branches 484, 486 allow the filling and evacuation of the reaction chamber of the reaction vessel 418.

El sistema de control y procesamiento de fluidos 410 de las Fig. 26-26EE se modifica del sistema 10 de las Fig. 1-9LL para proporcionar solo un puerto externo. Del mismo modo, la válvula 100 de las Fig. 10-12 también puede modificarse para proporcionar solo un puerto externo eliminando uno de los dos puertos externos 111, 112 y reconfigurando los canales de fluidos 130-138 y las ramas 140, 142 entre la válvula 100 y las diversas cámaras y el recipiente de reacción 104.The fluid control and processing system 410 of Fig. 26-26EE is modified from the system 10 of Fig. 1-9LL to provide only an external port. Similarly, the valve 100 of Fig. 10-12 can also be modified to provide only one external port by removing one of the two external ports 111, 112 and reconfiguring the fluid channels 130-138 and the branches 140, 142 between the valve 100 and the various chambers and the reaction vessel 104.

El alcance de la invención, por lo tanto, debe determinarse no con referencia a la descripción anterior, sino que, en su lugar, debe determinarse con referencia a las reivindicaciones adjuntas. The scope of the invention, therefore, must be determined not with reference to the above description, but instead, must be determined with reference to the appended claims.

Claims (28)

REIVINDICACIONES 1. Un sistema de control y procesamiento de fluidos (310) para controlar el flujo de fluido de una muestra de fluidos entre una pluralidad de cámaras (313), comprendiendo el sistema:1. A fluid control and processing system (310) for controlling the fluid flow of a sample of fluids between a plurality of chambers (313), the system comprising: una carcasa (312) que contiene la pluralidad de cámaras (313);a housing (312) containing the plurality of cameras (313); un cuerpo de válvula (20) que incluye una única región principal de procesamiento de fluidos (30) acoplada de forma continua de manera fluida con una única región de desplazamiento de fluidos (50), pudiendo la región de desplazamiento de fluidos (50) despresurizarse para extraer el fluido en la región de desplazamiento de fluidos (50) y pudiendo presurizarse para expulsar el fluido desde la región de desplazamiento de fluidos (50), incluyendo el cuerpo de válvula (20) una pluralidad de puertos externos (42, 46), estando la región principal de procesamiento de fluidos (30) acoplada de manera fluida con al menos un puerto externo, estando la región de desplazamiento de fluidos (50) acoplada de manera fluida con al menos un puerto externo (42, 46) del cuerpo de válvula (20) y pudiendo el cuerpo de válvula (20) ajustarse de manera giratoria con respecto a la pluralidad de cámaras (313) para colocar al menos un puerto externo selectivamente en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras (313),a valve body (20) that includes a single main fluid processing region (30) continuously fluidly coupled with a single fluid displacement region (50), the fluid displacement region (50) being able to depressurize to extract the fluid in the fluid displacement region (50) and can be pressurized to expel the fluid from the fluid displacement region (50), including the valve body (20) a plurality of external ports (42, 46) , the main fluid processing region (30) being fluidly coupled with at least one external port, the fluid displacement region (50) being fluidly coupled with at least one external port (42, 46) of the body valve (20) and the valve body (20) being able to rotatably adjust with respect to the plurality of chambers (313) to place at least one external port selectively in fluid communication with the p lurality of cameras (313), en donde al menos una de la pluralidad de cámaras (313) es una cámara de procesamiento (314), incluyendo la cámara de procesamiento (314) un primer puerto (326) y un segundo puerto (327) para comunicarse selectivamente con al menos uno de los puertos externos (42, 46) del cuerpo de válvula (20), proporcionando la cámara de procesamiento (314) una región adicional de procesamiento de fluidos, conteniendo la cámara de procesamiento (314) un material de procesamiento de fluidos, que es un material de enriquecimiento que captura un objetivo de la muestra de fluidos o un material de agotamiento que atrapa material no deseado de la muestra de fluidos.wherein at least one of the plurality of cameras (313) is a processing chamber (314), the processing chamber (314) including a first port (326) and a second port (327) for selectively communicating with at least one of the external ports (42, 46) of the valve body (20), the processing chamber (314) providing an additional region of fluid processing, the processing chamber (314) containing a fluid processing material, which is an enrichment material that captures a target from the fluid sample or an exhaustion material that traps unwanted material from the fluid sample. 2. El sistema de la reivindicación 1, en donde la región principal de procesamiento de fluidos (30) está acoplada de manera fluida con al menos dos de los puertos externos (42, 46) y el cuerpo de válvula (20) se puede ajustar de manera giratoria con respecto a la carcasa (312) para permitir colocar los puertos externos (42, 46) selectivamente en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras (313).2. The system of claim 1, wherein the main fluid processing region (30) is fluidly coupled with at least two of the external ports (42, 46) and the valve body (20) can be adjusted rotatably with respect to the housing (312) to allow the external ports (42, 46) to be selectively placed in fluid communication with the plurality of chambers (313). 3. El sistema de la reivindicación 1, en donde la carcasa comprende, además:3. The system of claim 1, wherein the housing further comprises: al menos un canal de separación y en donde el cuerpo de válvula (20) se puede ajustar de manera giratoria con respecto a la carcasa (312) para permitir colocar selectivamente al menos un puerto externo (42, 46) en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras (313) y con el al menos un canal de separación.at least one separation channel and where the valve body (20) can be rotatably adjusted with respect to the housing (312) to allow selectively placing at least one external port (42, 46) in fluid communication with the plurality of chambers (313) and with the at least one separation channel. 4. El sistema de la reivindicación 1, en donde el material de procesamiento de fluidos comprende al menos un material en fase sólida.4. The system of claim 1, wherein the fluid processing material comprises at least one solid phase material. 5. El sistema de la reivindicación 4, en donde el material en fase sólida comprende al menos uno de perlas, fibras, membranas, papel de filtro, lana de vidrio, polímeros y geles.5. The system of claim 4, wherein the solid phase material comprises at least one of beads, fibers, membranes, filter paper, glass wool, polymers and gels. 6. El sistema de la reivindicación 1, en donde el material de procesamiento de fluidos comprende un filtro y perlas.6. The system of claim 1, wherein the fluid processing material comprises a filter and beads. 7. El sistema de la reivindicación 6, en donde el material de procesamiento de fluidos comprende al menos dos tipos de perlas.7. The system of claim 6, wherein the fluid processing material comprises at least two types of beads. 8. El sistema de la reivindicación 7, en donde los al menos dos tipos de perlas realizan al menos dos funciones diferentes que se seleccionan del grupo que consiste en captura de células, lisis celular, unión de analito y unión de material no deseado.8. The system of claim 7, wherein the at least two types of beads perform at least two different functions that are selected from the group consisting of cell capture, cell lysis, analyte binding and unwanted material binding. 9. El sistema de la reivindicación 1, en donde la región principal de procesamiento de fluidos (30) contiene un material en fase sólida que realiza al menos dos funciones diferentes seleccionadas del grupo que consiste en captura de células, lisis celular, unión de analito y unión de material no deseado.9. The system of claim 1, wherein the main fluid processing region (30) contains a solid phase material that performs at least two different functions selected from the group consisting of cell capture, cell lysis, analyte binding and junction of unwanted material. 10. El sistema de la reivindicación 9, en donde el material de procesamiento de fluidos comprende al menos un material en fase líquida.10. The system of claim 9, wherein the fluid processing material comprises at least one liquid phase material. 11. El sistema de la reivindicación 10, en donde el material en fase líquida comprende al menos uno de ficol, dextrano, polietilenglicol y sacarosa.11. The system of claim 10, wherein the liquid phase material comprises at least one of ficol, dextran, polyethylene glycol and sucrose. 12. El sistema de la reivindicación 9, en donde el material de procesamiento de fluidos está contenido en la región de procesamiento de fluidos adicional por una o más fritas.12. The system of claim 9, wherein the fluid processing material is contained in the additional fluid processing region by one or more frits. 13. El sistema de la reivindicación 2, en donde los puertos externos (42, 46) están dispuestos en una superficie de puerto externo generalmente plana (23) del cuerpo de válvula (20) y en donde el cuerpo de válvula (20) se puede girar alrededor de un eje (52) y con respecto a la pluralidad de cámaras (313) para permitir colocar selectivamente los puertos externos (42, 46) en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras (313), siendo el eje (52) perpendicular a la superficie del puerto externo (23) y estando los puertos externos (42, 46) espaciados desde el eje (52) por un radio común.13. The system of claim 2, wherein the external ports (42, 46) are disposed on a generally flat outer port surface (23) of the valve body (20) and wherein the valve body (20) is It can rotate about an axis (52) and with respect to the plurality of chambers (313) to selectively place the external ports (42, 46) in fluid communication with the plurality of chambers (313), the axis (52) being ) perpendicular to the surface of the external port (23) and the external ports (42, 46) being spaced from the axis (52) by a common radius. 14. El sistema de la reivindicación 1, en donde la región principal de procesamiento de fluidos (30) contiene un tipo de perlas que realizan al menos dos funciones diferentes seleccionadas del grupo que consiste en captura de células, lisis celular, unión de analito y unión de material no deseado.14. The system of claim 1, wherein the main fluid processing region (30) contains a type of beads that perform at least two different functions selected from the group consisting of cell capture, cell lysis, analyte binding and junction of unwanted material. 15. El sistema de la reivindicación 1, en donde la cámara de procesamiento (314) incluye un área de recepción (329) para recibir un módulo de procesamiento (336) que contiene un material de enriquecimiento que captura un objetivo de la muestra de fluidos o un material de agotamiento que atrapa material no deseado de la muestra de fluidos. 15. The system of claim 1, wherein the processing chamber (314) includes a receiving area (329) for receiving a processing module (336) containing an enrichment material that captures a target from the fluid sample or an exhaustion material that traps unwanted material from the fluid sample. 16. El sistema de la reivindicación 15, en donde la cámara de procesamiento incluye, además, un área de recogida (331) para recibir fluido que ha fluido a través del módulo de procesamiento (336) y en donde el módulo de procesamiento (336) incluye medios para retener el material de enriquecimiento o agotamiento en el módulo de procesamiento (336) y un pico (333) para dirigir el fluido en el área de recogida (331).16. The system of claim 15, wherein the processing chamber further includes a collection area (331) for receiving fluid that has flowed through the processing module (336) and wherein the processing module (336 ) includes means for retaining the enrichment or depletion material in the processing module (336) and a spout (333) for directing the fluid in the collection area (331). 17. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde al menos una de las cámaras (313) es una cámara de reactivos (78) que contiene reactivos secos o liofilizados.17. The system of any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the chambers (313) is a reagent chamber (78) containing dry or lyophilized reagents. 18. Un sistema de control y procesamiento de fluidos (354) para controlar el flujo de fluido de una muestra de fluidos entre una pluralidad de cámaras, que comprende:18. A fluid control and processing system (354) for controlling the fluid flow of a sample of fluids between a plurality of chambers, comprising: una carcasa que tiene una pluralidad de cámaras y al menos un canal de separación (350); y un cuerpo de válvula que incluye una única región principal de procesamiento de fluidos acoplada de forma continua de manera fluida con una única región de desplazamiento de fluidos (372), pudiendo despresurizarse la región de desplazamiento de fluidos (372) para atraer el fluido a la región de desplazamiento de fluidos (372) y pudiendo presurizarse para expulsar el fluido desde la región de desplazamiento de fluidos (372), incluyendo el cuerpo de válvula al menos un puerto externo (342), estando la región principal de procesamiento de fluidos acoplada de manera fluida con el al menos un puerto externo (342), estando la región de desplazamiento de fluidos (372) acoplada de manera fluida con al menos un puerto externo (342) del cuerpo de válvula y pudiendo el cuerpo de válvula ajustarse de manera giratoria con respecto a la carcasa para permitir colocar selectivamente el al menos un puerto externo (342) en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras y con el al menos un canal de separación (350).a housing having a plurality of chambers and at least one separation channel (350); and a valve body that includes a single main fluid processing region continuously coupled fluidly with a single fluid displacement region (372), the fluid displacement region (372) being depressurized to attract the fluid to the fluid displacement region (372) and being able to pressurize to expel the fluid from the fluid displacement region (372), including the valve body at least one external port (342), the main fluid processing region being coupled fluidly with the at least one external port (342), the fluid displacement region (372) being fluidly coupled with at least one external port (342) of the valve body and the valve body being able to adjust so rotatable with respect to the housing to allow selectively placing the at least one external port (342) in fluid communication with the plurality of chambers and with the minus a separation channel (350). 19. El sistema (310) de las reivindicaciones 3 o 18, que comprende, además, una pluralidad de electrodos acoplados a la carcasa para aplicar un campo eléctrico a través de al menos una parte del canal de separación (350).19. The system (310) of claims 3 or 18, further comprising a plurality of electrodes coupled to the housing to apply an electric field through at least a portion of the separation channel (350). 20. El sistema de la reivindicación 19, en donde los electrodos comprenden un par de tubos metálicos (356, 358) en los dos extremos opuestos del canal de separación (350).20. The system of claim 19, wherein the electrodes comprise a pair of metal tubes (356, 358) at the two opposite ends of the separation channel (350). 21. El sistema de las reivindicaciones 3 o 18, que comprende, además, depósitos (361, 362) acoplados de manera fluida a extremos opuestos del canal de separación (350) y un puerto de depósito (360) acoplado de manera fluida a uno de los depósitos (361, 362) para comunicarse con el al menos un puerto externo (342) del cuerpo de válvula. 21. The system of claims 3 or 18, further comprising reservoirs (361, 362) fluidly coupled to opposite ends of the separation channel (350) and a reservoir port (360) fluidly coupled to one of the reservoirs (361, 362) to communicate with the at least one external port (342) of the valve body. 22. El sistema de la reivindicación 18, en donde al menos una de las cámaras es una cámara de reactivos que contiene reactivos secos o liofilizados.22. The system of claim 18, wherein at least one of the chambers is a reagent chamber containing dry or lyophilized reagents. 23. Un método para controlar el flujo de fluido entre el cuerpo de válvula (20) y la pluralidad de cámaras (313) de un sistema (310) como se ha descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, comprendiendo el método: ajustar de manera giratoria el cuerpo de válvula (20) con respecto a la pluralidad de cámaras (313) para colocar selectivamente al menos un puerto externo (42, 46) en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras (313).23. A method for controlling the flow of fluid between the valve body (20) and the plurality of chambers (313) of a system (310) as described in any one of claims 1 to 17, the method comprising: rotatably adjust the valve body (20) with respect to the plurality of chambers (313) to selectively place at least one external port (42, 46) in fluid communication with the plurality of chambers (313). 24. Un método para controlar el flujo de fluido de una muestra de fluidos entre una válvula (370), una pluralidad de cámaras y al menos un canal de separación (350), incluyendo la válvula (370) al menos un puerto externo (342) y una única región de desplazamiento de fluidos (372) acoplada de forma continua de manera fluida con una única región principal de procesamiento de fluidos que está acoplada de manera fluida con el al menos un puerto externo (342), comprendiendo el método: ajustar de manera giratoria la válvula (370) con respecto a la pluralidad de cámaras y el al menos un canal de separación (350) para colocar el al menos un puerto externo (342) selectivamente en comunicación de fluidos con la pluralidad de cámaras y el canal de separación (350).24. A method of controlling the fluid flow of a sample of fluids between a valve (370), a plurality of chambers and at least one separation channel (350), including the valve (370) at least one external port (342 ) and a single fluid displacement region (372) continuously coupled fluidly with a single main fluid processing region that is fluidly coupled with the at least one external port (342), the method comprising: adjusting the valve (370) rotatably with respect to the plurality of chambers and the at least one separation channel (350) to place the at least one external port (342) selectively in fluid communication with the plurality of chambers and the channel separation (350). 25. El método de la reivindicación 24, que comprende, además, aplicar un campo eléctrico a través de al menos una parte del canal de separación (350).25. The method of claim 24, further comprising applying an electric field through at least a portion of the separation channel (350). 26. El método de la reivindicación 24, en donde se coloca el puerto externo (342) en comunicación de fluidos con el canal de separación (350) a través de un depósito (361) acoplado de manera fluida a un extremo del canal de separación (350), teniendo el depósito (361) un puerto de depósito (360) para comunicarse con el al menos un puerto externo (342) de la válvula.26. The method of claim 24, wherein the external port (342) is placed in fluid communication with the separation channel (350) through a reservoir (361) fluidly coupled to one end of the separation channel (350), the deposit (361) having a deposit port (360) to communicate with the at least one external port (342) of the valve. 27. El método de la reivindicación 24, que comprende, además, detectar ópticamente bandas de especies en el canal de separación (350).27. The method of claim 24, further comprising optically detecting bands of species in the separation channel (350). 28. Un método de acuerdo con la reivindicación 24, en donde la válvula (370), la pluralidad de cámaras y el al menos un canal de separación (350) son de un sistema (354) como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22. 28. A method according to claim 24, wherein the valve (370), the plurality of chambers and the at least one separation channel (350) are of a system (354) as defined in any one of the claims 18 to 22.
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